DE102015104468B4 - METHOD OF ESTIMATING ROAD SLOPE BASED ON OUTPUT OF A LONG-LINE ACCELERATION SENSOR IN A VEHICLE - Google Patents

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Abstract

Verfahren, das umfasst, dass:
eine Längsbeschleunigung eines Fahrzeugs (400) basierend auf einer Getriebeabtriebsdrehzahl und/oder einer Raddrehzahl geschätzt wird;
die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (400) gemessen wird;
ein Offset bei der gemessenen Längsbeschleunigung ermittelt wird;
eine Neigung einer Straße, auf der das Fahrzeug (400) fährt, basierend auf der geschätzten Längsbeschleunigung, der gemessenen Längsbeschleunigung und dem Offset geschätzt wird; und
ein Aktor (102) des Fahrzeugs (400) basierend auf der geschätzten Straßenneigung gesteuert wird; dadurch gekennzeichnet , dass
der Offset basierend auf einer ersten Straßenneigung, die geschätzt wird, wenn das Fahrzeug (400)an einem Ort geparkt ist, während es in eine erste Richtung weist, und einer zweiten Straßenneigung ermittelt wird, die geschätzt wird, wenn das Fahrzeug (400) an dem gleichen Ort geparkt ist und in eine zweite Richtung weist, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist.

Figure DE102015104468B4_0000
A method that includes:
a longitudinal acceleration of a vehicle (400) is estimated based on a transmission output speed and/or a wheel speed;
the longitudinal acceleration of the vehicle (400) is measured;
an offset in the measured longitudinal acceleration is determined;
estimating a grade of a road on which the vehicle (400) is traveling based on the estimated longitudinal acceleration, the measured longitudinal acceleration, and the offset; and
an actuator (102) of the vehicle (400) is controlled based on the estimated road grade; characterized in that
the offset is determined based on a first road grade estimated when the vehicle (400) is parked at a location while pointing in a first direction and a second road grade estimated when the vehicle (400) is on is parked in the same location and facing in a second direction that is opposite to the first direction.
Figure DE102015104468B4_0000

Description

GEBIETAREA

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Brennkraftmaschinen und spezieller auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zum Schätzen der Straßenneigung auf der Grundlage eines Ausgangs eines Längsbeschleunigungssensors in einem Fahrzeug, wie es der Art nach im Wesentlichen aus der DE 10 2007 012 829 A1 bekannt ist. Der Art nach im Wesentlichen vergleichbare Verfahren gehen aus den Druckschriften DE 102 48 432 A1 und DE 10 2009 026 688 A1 hervor.
Bezüglich des weitergehenden Standes der Technik sei an dieser Stelle auf die Druckschriften DE 102 05 971 A1 und US 2007 / 0 067 137 A1 verwiesen.
The present invention relates to internal combustion engines and more particularly to a method according to the preamble of claim 1 for estimating road gradient based on an output of a longitudinal acceleration sensor in a vehicle, of the kind essentially known from US Pat DE 10 2007 012 829 A1 is known. Processes that are essentially comparable in type are disclosed in the publications DE 102 48 432 A1 and DE 10 2009 026 688 A1 out.
With regard to the further state of the art, please refer to the publications at this point DE 102 05 971 A1 and U.S. 2007/0 067 137 A1 referred.

HINTERGRUNDBACKGROUND

Einige Antriebsstrangsteuersysteme schätzen die Neigung einer Straße, auf der ein Fahrzeug fährt, und steuern eine Maschine und ein Getriebe basierend auf der geschätzten Straßenneigung. Beispielsweise kann ein Antriebsstrangsteuersystem unter normalen Bedingungen die Maschine automatisch stoppen, wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet, und die Maschine automatisch neu starten, wenn ein Bremspedal gelöst wird oder ein Gaspedal betätigt wird. Wenn jedoch die geschätzte Straßenneigung größer als eine vorbestimmte Neigung ist, was angibt, dass sich das Fahrzeug an einem steilen Berg befindet, kann das Antriebsstrangsteuersystem das automatische Stoppen der Maschine unterlassen. Some powertrain control systems estimate the grade of a road on which a vehicle is traveling and control an engine and transmission based on the estimated road grade. For example, under normal conditions, a powertrain control system may automatically stop the engine when the engine is idling and automatically restart the engine when a brake pedal is released or an accelerator pedal is applied. However, if the estimated road grade is greater than a predetermined grade, indicating that the vehicle is on a steep hill, the powertrain control system may refrain from automatically stopping the machine.

Bei einem anderen Beispiel kann das Antriebsstrangsteuersystem ein Getriebeschaltmuster basierend auf der geschätzten Straßenneigung anpassen.In another example, the powertrain control system may adjust a transmission shift pattern based on the estimated road grade.

Die Straßenneigung wird typischerweise unter Verwendung einer Beziehung wie beispielsweise sin  α = F g F α = m a g F α

Figure DE102015104468B4_0001
geschätzt, wobei α die Straßenneigung ist, Fg die Kraft ist, die aufgrund der Schwerkraft auf das Fahrzeug wirkt, Fα die Kraft ist, die aufgrund der Straßenneigung auf das Fahrzeug wirkt, m die Masse des Fahrzeugs ist und ag die Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund der Schwerkraft ist. Die Masse des Fahrzeugs kann auf der Grundlage einer angenommenen Anzahl von Fahrgästen und eines angenommenen Ladegewichts vorbestimmt werden. Die Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund der Schwerkraft kann ein vorbestimmter Wert sein (z.B. 9,8 Meter pro Sekunde im Quadrat).Road grade is typically calculated using a relationship such as sin a = f G f a = m a G f a
Figure DE102015104468B4_0001
where α is the road gradient, F g is the force acting on the vehicle due to gravity, F α is the force acting on the vehicle due to road gradient, m is the mass of the vehicle, and a g is the acceleration of the vehicle due to gravity. The mass of the vehicle may be predetermined based on an assumed number of passengers and an assumed payload. The acceleration of the vehicle due to gravity may be a predetermined value (eg, 9.8 meters per second squared).

Die Kraft, die aufgrund der Straßenneigung auf ein Fahrzeug wirkt, wird typischerweise unter Verwendung einer Beziehung wie beispielsweise F = F ENG + F AD + F α = ma L

Figure DE102015104468B4_0002
geschätzt, wobei ΣF eine Summe der Längskräfte ist, die auf das Fahrzeug wirken, FENG die Kraft ist, die aufgrund des Drehmomentausgangs der Maschine auf das Fahrzeug wirkt, FAD die aerodynamische Kraft ist, die auf das Fahrzeug wirkt, Fα die Kraft ist, die aufgrund der Straßenneigung auf das Fahrzeug wirkt, m die Masse des Fahrzeugs ist und aL die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs ist. Die Kraft, die aufgrund des Drehmomentausgangs der Maschine auf das Fahrzeug wirkt, kann auf der Grundlage von gemessenen Maschinenbetriebsbedingungen geschätzt werden. Die aerodynamische Kraft, die auf das Fahrzeug wirkt, kann auf der Grundlage einer angenommenen Windkraft geschätzt werden. Die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs kann auf der Grundlage einer gemessenen Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.The force acting on a vehicle due to road grade is typically calculated using a relationship such as f = f CLOSELY + f AD + f a = mom L
Figure DE102015104468B4_0002
where ΣF is a sum of the longitudinal forces acting on the vehicle, FENG is the force acting on the vehicle due to engine torque output, FAD is the aerodynamic force acting on the vehicle, F α is the force, acting on the vehicle due to road gradient, m is the mass of the vehicle, and a L is the longitudinal acceleration of the vehicle. The force acting on the vehicle due to engine torque output may be estimated based on measured engine operating conditions. The aerodynamic force acting on the vehicle can be estimated based on an assumed wind force. The longitudinal acceleration of the vehicle can be determined based on a measured vehicle speed.

Antriebsstrangsteuersysteme nehmen typischerweise an, dass sich ein Fahrzeug bewegt, wenn der Drehmomentausgang einer Maschine in dem Fahrzeug auf der Grundlage von Maschinenbetriebsbedingungen geschätzt wird. Ferner berücksichtigt die Beziehung, die typischerweise zum Schätzen der Kraft, die aufgrund der Straßenneigung auf ein Fahrzeug wirkt, verwendet wird, die Kraft, die aufgrund von Bremsen auf das Fahrzeug wirkt, nicht. Somit schätzen, wenn ein Fahrzeug gestoppt wird oder wenn eine Bremse betätigt wird, die Antriebsstrangsteuersysteme typischerweise nicht die Straßenneigung aufgrund von möglichen Ungenauigkeiten bei der geschätzten Straßenneigung. Ferner kann, auch wenn sich das Fahrzeug bewegt und die Bremse nicht betätigt wird, die geschätzte Straßenneigung aufgrund von anderen Annahmen, die beim Schätzen der Straßenneigung gemacht werden, ungenau sein. Diese anderen Annahmen können die angenommene Anzahl von Fahrgästen, das angenommene Ladegewicht und/oder die angenommene Windkraft umfassen.Powertrain control systems typically assume that a vehicle is moving when estimating the torque output of an engine in the vehicle based on engine operating conditions. Furthermore, the relationship typically used to estimate the force acting on a vehicle due to road grade does not take into account the force acting on the vehicle due to braking. Thus, when a vehicle is stopped or when a brake is applied, powertrain control systems typically do not estimate road grade due to possible inaccuracies in the estimated road grade. Furthermore, even if the vehicle is moving and the brake is not applied, the estimated road grade may be inaccurate due to other assumptions made in estimating the road grade. These other assumptions may include assumed number of passengers, assumed cargo weight, and/or assumed wind power.

Ungenauigkeiten bei der geschätzten Straßenneigung können das Vermögen eines Antriebsstrangsteuersystems, eine Maschine und ein Getriebe auf der Grundlage der geschätzten Straßenneigung zu steuern, nachteilig beeinflussen. Beispielsweise kann die geschätzte Straßenneigung falsch angeben, dass sich ein Fahrzeug an einem steilen Berg befindet. Daher kann das Antriebsstrangsteuersystem eine Maschine möglicherweise nicht automatisch stoppen, wenn sich die Maschine im Leerlauf befindet, wie es gewünscht ist, was die Kraftstoffwirtschaftlichkeit nachteilig beeinflussen kann.Inaccuracies in the estimated road grade can adversely affect a powertrain control system's ability to control an engine and transmission based on the estimated road grade. For example, the estimated road grade may incorrectly indicate that a vehicle is on a steep hill. Therefore, the powertrain control system may not automatically stop an engine when the engine is idling is located as desired, which can adversely affect fuel economy.

ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Schätzen der Straßenneigung vorgeschlagen, das sich durch die Merkmale des Anspruchs 1 auszeichnet.According to the invention, a method for estimating the road gradient is proposed, which is characterized by the features of claim 1.

Ferner wird ein System beschrieben, das ein Längsbeschleunigungs-Schätzmodul, einen Fahrzeuglängsbeschleunigungssensor, ein Straßenneigungs-Schätzmodul und ein Aktorsteuermodul umfasst. Das Längsbeschleunigungs-Schätzmodul schätzt eine Längsbeschleunigung eines Fahrzeugs auf der Grundlage einer Getriebeabtriebsdrehzahl und/oder einer Raddrehzahl. Der Fahrzeuglängsbeschleunigungssensor misst die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs. Das Straßenneigungs-Schätzmodul schätzt eine Neigung einer Straße, auf der das Fahrzeug fährt, auf der Grundlage der geschätzten Längsbeschleunigung und der gemessenen Längsbeschleunigung. Das Aktorsteuermodul steuert einen Aktor des Fahrzeugs auf der Grundlage der geschätzten Straßenneigung.A system is also described that includes a longitudinal acceleration estimation module, a vehicle longitudinal acceleration sensor, a road grade estimation module, and an actuator control module. The longitudinal acceleration estimation module estimates a longitudinal acceleration of a vehicle based on a transmission output speed and/or a wheel speed. The vehicle longitudinal acceleration sensor measures the longitudinal acceleration of the vehicle. The road grade estimation module estimates a grade of a road on which the vehicle is traveling based on the estimated longitudinal acceleration and the measured longitudinal acceleration. The actuator control module controls an actuator of the vehicle based on the estimated road grade.

Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen ersichtlich. Die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele sollen lediglich Erläuterungszwecken dienen.Further areas of applicability of the present invention will become apparent from the detailed description, claims, and drawings. The detailed description and specific examples are intended for purposes of explanation only.

Figurenlistecharacter list

Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen deutlich verständlich, wobei:

  • 1 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Maschinensystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein Funktionsblockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist;
  • 3A und 3B Graphen, die ein beispielhaftes Verfahren zum Ermitteln eines Offsets bei einem Ausgang eines Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors darstellen, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind;
  • 4 ein Funktionsblockdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Ermitteln eines Offsets bei einem Ausgang eines Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors darstellt, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist;
  • 5 ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zum Schätzen einer Straßenneigung auf der Grundlage eines Ausgangs eines Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors darstellt, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist; und
  • 6 bis 11 Flussdiagramme, die beispielhafte Verfahren zum Ermitteln eines Offsets bei einem Ausgang eines Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors darstellen, gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung sind.
The present invention will be more clearly understood from the detailed description and the accompanying drawings, wherein:
  • 1 Figure 12 is a functional block diagram of an exemplary engine system according to the principles of the present invention;
  • 2 Figure 12 is a functional block diagram of an exemplary control system according to the principles of the present invention;
  • 3A and 3B 10 are graphs illustrating an exemplary method for determining an offset in an output of a vehicle longitudinal acceleration sensor, according to the principles of the present invention;
  • 4 Figure 12 is a functional block diagram illustrating an exemplary method for determining an offset in an output of a vehicle longitudinal acceleration sensor, according to the principles of the present invention;
  • 5 13 is a flow chart illustrating an exemplary method for estimating a road grade based on an output of a vehicle longitudinal acceleration sensor, according to the principles of the present invention; and
  • 6 until 11 Flow charts depicting example methods for determining an offset in an output of a vehicle longitudinal acceleration sensor are according to the principles of the present invention.

In den Zeichnungen können Bezugszeichen wiederverwendet werden, um ähnliche und/oder identische Elemente zu identifizieren.Reference numbers may be reused in the drawings to identify similar and/or identical items.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION

Ein Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung vermeidet Ungenauigkeiten bei einer Straßenneigung aufgrund der oben beschriebenen Annahmen durch Schätzen der Straßenneigung auf der Grundlage eines Eingangs von einem Fahrzeuglängsbeschleunigungssensor. Somit können das System und das Verfahren die Straßenneigung genau schätzen, auch wenn das Fahrzeug gestoppt wird oder eine Bremse betätigt wird. Zusätzlich verbessern das System und das Verfahren ferner die Genauigkeit der geschätzten Straßenneigung, indem Offsets bei dem Ausgang des Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors berücksichtigt werden. Die Offsets können auf die Sensoranbringung, eine Änderung des Ladegewichts aufgrund einer anderen Anzahl an Fahrgästen und/oder eines Anhängens eines Hängers und/oder eine Abweichung bei dem Sensorausgang über die Lebensdauer des Fahrzeugs zurückzuführen sein.A method according to the present invention avoids inaccuracies in road grade due to the assumptions described above by estimating road grade based on input from a vehicle longitudinal acceleration sensor. Thus, the system and method can accurately estimate the road grade even when the vehicle is stopped or a brake is applied. In addition, the system and method further improves the accuracy of the estimated road grade by accounting for offsets in the vehicle longitudinal acceleration sensor output. The offsets may be due to sensor placement, a change in cargo weight due to a different number of passengers and/or adding a trailer, and/or a variation in sensor output over the life of the vehicle.

Nun auf 1 Bezug nehmend umfasst eine beispielhafte Realisierung eines Fahrzeugsystems 100 eine Maschine 102, die ein Luft/Kraftstoff-Gemisch verbrennt, um ein Antriebsdrehmoment für ein Fahrzeug zu erzeugen. Der Umfang an durch die Maschine 102 erzeugtem Antriebsdrehmoment basiert auf der Stellung eines Gaspedals 104. Der Umfang an durch die Maschine 102 erzeugtem Antriebsdrehmoment kann auch auf einen Tempomatsystem basieren, das ein System eines adaptiven Tempomaten sein kann, das die Fahrzeuggeschwindigkeit verändert, um eine vorbestimmte Folgedistanz aufrecht zu erhalten.Now on 1 Referring now, an example implementation of a vehicle system 100 includes an engine 102 that combusts an air/fuel mixture to produce drive torque for a vehicle. The amount of drive torque produced by the engine 102 is based on the position of an accelerator pedal 104. The amount of drive torque produced by the engine 102 may also be based on a cruise control system, which may be an adaptive cruise control system that changes vehicle speed by a predetermined one to maintain following distance.

Über ein Einlasssystem 108 wird Luft in die Maschine 102 gesaugt. Lediglich beispielhaft kann das Einlasssystem 108 einen Einlasskrümmer 110 und eine Drosselklappe 112 umfassen. Lediglich beispielhaft kann die Drosselklappe 112 ein Drosselventil mit einem drehbaren Flügel umfassen. Ein Maschinensteuermodul (ECM von engine control module) 114 steuert ein Drosselklappen-Aktormodul 116, das das Öffnen der Drosselklappe 112 reguliert, um die Menge an Luft, die in den Einlasskrümmer 110 gesaugt wird, zu steuern.Air is drawn into the engine 102 via an intake system 108 . For example only, the intake system 108 may include an intake manifold 110 and a throttle 112 . For example only, the throttle 112 may comprise a butterfly valve having a rotatable vane. An engine control module (ECM) 114 controls a throttle actuator module 116 that regulates the opening of the throttle plate 112 to control the amount of air drawn into the intake manifold 110 .

Die Luft von dem Einlasskrümmer 110 wird in die Zylinder der Maschine 102 gesaugt. Während die Maschine 102 mehrere Zylinder umfassen kann, ist zu Erläuterungszwecken nur ein einzelner repräsentativer Zylinder 118 gezeigt. Lediglich beispielhaft kann die Maschine 102 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10 und/oder 12 Zylinder umfassen. Das ECM 114 kann einen Teil der Zylinder abschalten, was unter bestimmten Maschinenbetriebsbedingungen die Kraftstoffwirtschaftlichkeit verbessern kann.The air from the intake manifold 110 is drawn into the cylinders of the engine 102 . While engine 102 may include multiple cylinders, only a single representative cylinder 118 is shown for purposes of explanation. For example only, engine 102 may include 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, and/or 12 cylinders. The ECM 114 may deactivate a portion of the cylinders, which may improve fuel economy under certain engine operating conditions.

Das ECM 114 kann die Maschine 102 auf der Grundlage eines Eingangs, der von einem Zündsystem 119 empfangen wird, starten und stoppen. Das Zündsystem 119 kann einen Schlüssel oder einen Knopf umfassen. Das ECM 114 kann die Maschine 102 starten, wenn ein Fahrer den Schlüssel von einer Aus-Stellung in eine Ein-Stellung (oder Fahrstellung) dreht, oder wenn der Fahrer den Knopf drückt. Das ECM 114 kann die Maschine 102 stoppen, wenn ein Fahrer den Schlüssel von der Ein-Stellung in die Aus-Stellung dreht oder wenn der Fahrer den Knopf drückt, während die Maschine 102 läuft.The ECM 114 may start and stop the engine 102 based on input received from an ignition system 119 . The ignition system 119 may include a key or a button. The ECM 114 may start the engine 102 when a driver turns the key from an off position to an on (or drive) position or when the driver presses the button. The ECM 114 may stop the engine 102 when an operator turns the key from the on position to the off position or when the operator presses the button while the engine 102 is running.

Die Maschine 102 kann unter Verwendung eines Viertaktzyklus arbeiten. Die nachstehend beschriebenen vier Takte können als Ansaughub, Kompressionshub, Arbeitshub und Auslasshub bezeichnet werden. Während jeder Umdrehung einer Kurbelwelle 120 finden zwei der vier Hübe in dem Zylinder 118 statt. Daher sind zwei Kurbelwellenumdrehungen notwendig, damit der Zylinder 118 alle vier Hübe erfährt.The engine 102 may operate using a four stroke cycle. The four strokes described below may be referred to as the intake stroke, compression stroke, power stroke, and exhaust stroke. During each revolution of a crankshaft 120, two of the four strokes in the cylinder 118 occur. Therefore, it takes two crankshaft revolutions for cylinder 118 to experience all four strokes.

Während des Ansaughubs wird Luft von dem Einlasskrümmer 110 über ein Einlassventil 122 in den Zylinder 118 gesaugt. Das ECM 114 steuert ein Kraftstoff-Aktormodul 124, das eine Kraftstoffeinspritzung reguliert, um ein Ziel-Luft/Kraftstoff-Verhältnis zu erreichen. An einem zentralen Ort oder an mehreren Orten, wie beispielsweise in der Nähe des Einlassventils 122 jedes der Zylinder, kann Kraftstoff in den Einlasskrümmer 110 eingespritzt werden. Bei verschiedenen Realisierungen kann der Kraftstoff direkt in die Zylinder oder in den Zylindern zugehörige Mischkammern eingespritzt werden. Das Kraftstoff-Aktormodul 124 kann eine Einspritzung von Kraftstoff in Zylinder, die abgeschaltet sind, stoppen.During the intake stroke, air is drawn from the intake manifold 110 into the cylinder 118 via an intake valve 122 . The ECM 114 controls a fuel actuator module 124 that regulates fuel injection to achieve a target air/fuel ratio. Fuel may be injected into the intake manifold 110 at a central location or at multiple locations, such as near the intake valve 122 of each of the cylinders. In various implementations, the fuel may be injected directly into the cylinders or into mixing chambers associated with the cylinders. The fuel actuator module 124 may stop injecting fuel into cylinders that are deactivated.

Der eingespritzte Kraftstoff mischt sich mit der Luft und erzeugt ein Luft/KraftstoffGemisch in dem Zylinder 118. Während des Kompressionshubs komprimiert ein Kolben (nicht gezeigt) in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch. Die Maschine 102 kann eine Kompressionszündungsmaschine sein, in welchem Fall eine Kompression in dem Zylinder 118 das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Alternativ kann die Maschine 102 eine Maschine mit Fremdzündung sein, in welchem Fall ein Zündfunken-Aktormodul 126 eine Zündkerze 128 zum Erzeugen eines Zündfunkens in dem Zylinder 118 auf der Grundlage eines Signals von dem ECM 114 mit Energie versorgt, was das Luft/Kraftstoff-Gemisch zündet. Das Timing des Zündfunkens kann relativ zu dem Zeitpunkt, zu dem sich der Kolben an seiner obersten Stellung befindet, bezeichnet als oberer Totpunkt (OT), spezifiziert werden.The injected fuel mixes with the air and creates an air/fuel mixture in the cylinder 118. During the compression stroke, a piston (not shown) in the cylinder 118 compresses the air/fuel mixture. The engine 102 may be a compression ignition engine, in which case compression in the cylinder 118 ignites the air/fuel mixture. Alternatively, the engine 102 may be a spark-ignition engine, in which case a spark actuator module 126 energizes a spark plug 128 to generate an ignition spark in the cylinder 118 based on a signal from the ECM 114 that affects the air/fuel mixture ignites. The timing of the spark can be specified relative to when the piston is at its topmost position, referred to as top dead center (TDC).

Das Zündfunken-Aktormodul 126 kann durch ein Zündfunken-Timing-Signal gesteuert werden, das angibt, wie weit vor oder nach dem OT der Zündfunke erzeugt werden soll. Da die Kolbenstellung direkt mit der Kurbelwellendrehung in Verbindung steht, kann der Betrieb des Zündfunken-Aktormoduls 126 mit einem Kurbelwellenwinkel synchronisiert werden. Bei verschiedenen Realisierungen kann das Zündfunken-Aktormodul 126 die Bereitstellung eines Zündfunkens für abgeschaltete Zylinder stoppen.The spark actuator module 126 may be controlled by a spark timing signal that indicates how far before or after TDC to spark. Since piston position is directly related to crankshaft rotation, operation of the spark actuator module 126 can be synchronized to crankshaft angle. In various implementations, the spark actuator module 126 may stop providing spark for deactivated cylinders.

Die Erzeugung des Zündfunkens kann als Zündereignis bezeichnet werden. Das Zündfunken-Aktormodul 126 kann das Vermögen besitzen, das Timing des Zündfunkens für jedes Zündereignis zu ändern. Das Zündfunken-Aktormodul 126 kann sogar das Zündfunken-Timing für ein nächstes Zündereignis ändern, wenn das Zündfunken-Timing-Signal zwischen einem letzten Zündereignis und dem nächsten Zündereignis geändert wird. Bei verschiedenen Realisierungen kann die Maschine 102 mehrere Zylinder umfassen und kann das Zündfunken-Aktormodul 126 das Zündfunken-Timing relativ zum OT für alle Zylinder in der Maschine 102 um den gleichen Betrag ändern.The generation of the ignition spark can be referred to as an ignition event. The spark actuator module 126 may have the capability to change the timing of the spark for each spark event. The spark actuator module 126 may even change spark timing for a next spark event if the spark timing signal is changed between a last spark event and the next spark event. In various implementations, the engine 102 may include multiple cylinders and the spark actuator module 126 may change spark timing relative to TDC for all cylinders in the engine 102 by the same amount.

Während des Arbeitshubs treibt die Verbrennung des Luft/Kraftstoff-Gemischs den Kolben nach unten, wodurch die Kurbelwelle 120 angetrieben wird. Der Arbeitshub kann als Zeit zwischen dem Erreichen des OT durch den Kolben und dem Zeitpunkt, zu dem der Kolben zu dem unteren Totpunkt (UT) zurückkehrt, definiert werden. Während des Auslasshubs beginnt der Kolben, sich von dem UT nach oben zu bewegen und drängt er die Nebenprodukte der Verbrennung durch ein Auslassventil 130 hinaus. Die Nebenprodukte der Verbrennung entweichen über ein Abgassystem 134 aus dem Fahrzeug.During the power stroke, combustion of the air/fuel mixture drives the piston down, thereby driving crankshaft 120 . Power stroke can be defined as the time between when the piston reaches TDC and when the piston returns to bottom dead center (BDC). During the exhaust stroke, the piston begins to move up from BDC and forces the by-products of combustion out through an exhaust valve 130 . The by-products of the combustion escape the vehicle via an exhaust system 134 .

Das Einlassventil 122 kann durch eine Einlassnockenwelle 140 gesteuert werden, während das Auslassventil 130 durch eine Auslassnockenwelle 142 gesteuert werden kann. Bei verschiedenen Realisierungen können mehrere Einlassnockenwellen (die die Einlassnockenwelle 140 umfassen) mehrere Einlassventile (die das Einlassventil 122 umfassen) für den Zylinder 118 steuern und/oder können sie die Einlassventile (die das Einlassventil 122 umfassen) mehrerer Reihen von Zylindern (die den Zylinder 118 umfassen) steuern. Auf ähnliche Weise können mehrere Auslassnockenwellen (die die Auslassnockenwelle 142 umfassen) mehrerer Auslassventile für den Zylinder 118 steuern und/oder können sie Auslassventile (die das Auslassventil 130 umfassen) für mehrere Reihen von Zylindern (die den Zylinder 118 umfassen) steuern.Intake valve 122 may be controlled by an intake camshaft 140 while exhaust valve 130 may be controlled by an exhaust camshaft 142 . In various implementations, multiple intake camshafts (comprising intake camshaft 140) may control multiple intake valves (comprising intake valve 122) for cylinder 118 and/or may control intake valves (comprising intake valve 122) of multiple banks of cylinders (comprising cylinder 118 include) control. In a similar way may control multiple exhaust camshafts (including exhaust camshaft 142) multiple exhaust valves for cylinder 118 and/or may control exhaust valves (including exhaust valve 130) for multiple banks of cylinders (including cylinder 118).

Der Zeitpunkt, zu dem das Einlassventil 122 geöffnet wird, kann in Bezug auf den OT des Kolbens durch einen Einlass-Nockenphasensteller 148 geändert werden. Der Zeitpunkt, zu dem das Auslassventil 130 geöffnet wird, kann in Bezug auf den OT des Kolbens durch einen Auslass-Nockenphasensteller 150 geändert werden. Ein Ventil-Aktormodul 158 kann den Einlass- und Auslass-Nockenphasensteller 148, 150 auf der Grundlage von Signalen von dem ECM 114 steuern. Bei einer Realisierung kann auch ein variabler Ventilhub durch das Ventil-Aktormodul 158 gesteuert werden.The timing at which the intake valve 122 opens may be altered with respect to piston TDC by an intake cam phaser 148 . The timing at which the exhaust valve 130 opens may be altered with respect to piston TDC by an exhaust cam phaser 150 . A valve actuator module 158 may control the intake and exhaust cam phasers 148, 150 based on signals from the ECM 114. In one implementation, variable valve lift may also be controlled by valve actuator module 158 .

Das Ventil-Aktormodul 158 kann den Zylinder 118 durch Sperren des Öffnens des Einlassventils 122 und/oder des Auslassventils 130 abschalten. Das Ventil-Aktormodul 158 kann das Öffnen des Einlassventils 122 durch Entkoppeln des Einlassventils 122 von dem Einlass-Nockenphasensteller 148 sperren. Ähnlich kann das Ventil-Aktormodul 158 das Öffnen des Auslassventils 130 durch Entkoppeln des Auslassventils 130 von dem Auslass-Nockenphasensteller 150 sperren. Bei verschiedenen Realisierungen kann das Ventil-Aktormodul 158 das Einlassventil 122 und/oder das Auslassventil 130 unter Verwendung von anderen Einrichtungen als Nockenwellen, wie beispielsweise elektromagnetischen oder elektrohydraulischen Aktoren, steuern.The valve actuator module 158 may deactivate the cylinder 118 by inhibiting opening of the intake valve 122 and/or the exhaust valve 130 . The valve actuator module 158 may inhibit opening of the intake valve 122 by decoupling the intake valve 122 from the intake cam phaser 148 . Similarly, the valve actuator module 158 may inhibit opening of the exhaust valve 130 by decoupling the exhaust valve 130 from the exhaust cam phaser 150 . In various implementations, the valve actuator module 158 may control the intake valve 122 and/or the exhaust valve 130 using devices other than camshafts, such as electromagnetic or electrohydraulic actuators.

Der Drehmomentausgang an der Kurbelwelle 120 wird über ein Antriebssystem 160 an Räder 162 übertragen. Bei der beispielhaften Realisierung des in 1 gezeigten Maschinensystems 100 umfasst das Antriebssystem 160 einen Drehmomentwandler 164, ein Getriebe 166, eine Antriebswelle 168, ein Achsgetriebe 170 und Achswellen 172. Bei anderen Realisierungen kann das Antriebssystem 160 eine oder mehrere dieser Komponenten nicht umfassen. Der Drehmomentwandler 164, das Getriebe 166 und das Achsgetriebe 170 verstärken das Maschinendrehmoment durch verschiedene Übersetzungsverhältnisse, um ein Achsdrehmoment an den Achswellen 172 bereitzustellen. Das Achsdrehmoment dreht die Räder 162 und beschleunigt auf diese Weise das Fahrzeug. Der Fahrer kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs durch Betätigen eines Bremspedals 174 verringern.Torque output at the crankshaft 120 is transmitted to wheels 162 via a drive system 160 . In the exemplary realization of the in 1 In the engine system 100 shown, the powertrain system 160 includes a torque converter 164, a transmission 166, a driveshaft 168, a transaxle 170, and axleshafts 172. In other implementations, the powertrain system 160 may not include one or more of these components. The torque converter 164 , transmission 166 , and transaxle 170 augment engine torque through various gear ratios to provide axle torque at the axleshafts 172 . The axle torque rotates the wheels 162, thereby accelerating the vehicle. The driver can reduce the speed of the vehicle by depressing a brake pedal 174 .

Das Fahrzeugsystem 100 kann die Stellung des Gaspedals 104 unter Verwendung eines Gaspedalstellungssensors (APP-Sensors von accelerator pedal position sensor) 176 messen. Die Stellung des Bremspedals 174 kann unter Verwendung eines Bremspedalstellungssensors (BPP-Sensors von brake pedal position sensor) 178 gemessen werden. Die Stellung der Kurbelwelle 120 kann unter Verwendung eines Kurbelwellenstellungssensors (CKP-Sensors von crankshaft position sensor) 180 gemessen werden. Die Temperatur des Maschinenkühlmittels kann unter Verwendung eines Maschinenkühlmitteltemperatursensors (ECT-Sensors von engine coolant temperature sensor) 182 gemessen werden. Der ECT-Sensor 182 kann sich in der Maschine 102 oder an anderen Orten, an denen das Kühlmittel zirkuliert, wie beispielsweise bei einem Kühler (nicht gezeigt), befinden.The vehicle system 100 may measure the position of the accelerator pedal 104 using an accelerator pedal position sensor (APP) sensors 176 . The position of the brake pedal 174 may be measured using a brake pedal position sensor (BPP) 178 . The position of the crankshaft 120 may be measured using a crankshaft position sensor (CKP) 180 . The engine coolant temperature may be measured using an engine coolant temperature sensor (ECT) sensor 182 . The ECT sensor 182 may be located within the engine 102 or other locations where coolant circulates, such as a radiator (not shown).

Der Druck in dem Einlasskrümmer 110 kann unter Verwendung eines Krümmerabsolutdrucksensors (MAP-Sensors von manifold absolute pressure sensor) 184 gemessen werden. Bei verschiedenen Realisierungen kann ein Maschinenunterdruck gemessen werden, der die Differenz zwischen dem Umgebungsluftdruck und dem Druck in dem Einlasskrümmer 110 umfasst. Die Luftmassenrate der Luft, die in den Einlasskrümmer 110 strömt, kann unter Verwendung eines Luftmassenmessersensors (MAF-Sensors von mass air flow sensor) 186 gemessen werden. Bei verschiedenen Realisierungen kann sich der MAF-Sensor 186 in einem Gehäuse befinden, das auch die Drosselklappe 112 umfasst.The pressure in the intake manifold 110 may be measured using a manifold absolute pressure sensor (MAP) sensor 184 . In various implementations, an engine vacuum comprising the difference between ambient air pressure and the pressure within the intake manifold 110 may be measured. The mass air flow rate of the air flowing into the intake manifold 110 may be measured using a mass air flow (MAF) sensor 186 . In various implementations, the MAF sensor 186 may be in a housing that also includes the throttle body 112 .

Das Drosselklappen-Aktormodul 116 kann unter Verwendung eines oder mehrerer Drosselklappenstellungssensoren (TPS von throttle position sensors) 188 die Stellung der Drosselklappe 112 überwachen. Die Umgebungstemperatur der in die Maschine 102 gesaugten Luft kann unter Verwendung eines Einlasslufttemperatursensors (lAT-Sensors von intake air temperature sensor) 190 gemessen werden. Der Umgebungsdruck der Luft kann unter Verwendung eines Einlasslufttemperatursensors (AAP-Sensors von intake air temperature sensor) 191 gemessen werden. Die Abtriebsdrehzahl des Getriebes 166 kann unter Verwendung eines Getriebeabtriebsdrehzahlsensors (TOS-Sensors von transmission output speed sensor) 192 gemessen werden. Die Drehzahl der Räder 162 kann unter Verwendung eines Raddrehzahlsensors (WSS von wheel speed sensor) 194 gemessen werden.The throttle actuator module 116 may monitor the position of the throttle 112 using one or more throttle position sensors (TPS) 188 . The ambient temperature of the air drawn into the engine 102 may be measured using an intake air temperature (IAT) sensor 190 . The ambient pressure of the air may be measured using an intake air temperature sensor (AAP) 191 . The output speed of the transmission 166 may be measured using a transmission output speed (TOS) sensor 192 . The speed of the wheels 162 may be measured using a wheel speed sensor (WSS) 194 .

Die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs kann unter Verwendung eines Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors (VLA-Sensors von vehicle longitudinal acceleration sensor) 196 gemessen werden. Der VLA-Sensor 196 kann an einer Karosserie und/oder einem Rahmen des Fahrzeugs angebracht sein. Bei verschiedenen Realisierungen kann der VLA-Sensor 196 auch die Querbeschleunigung des Fahrzeugs und die Gierrate des Fahrzeugs messen. Das ECM 114 kann Signale von den Sensoren verwenden, um Steuerentscheidungen für das Fahrzeugsystem 100 zu treffen.Longitudinal acceleration of the vehicle may be measured using a vehicle longitudinal acceleration sensor (VLA) 196 . The VLA sensor 196 may be attached to a body and/or frame of the vehicle. In various implementations, the VLA sensor 196 may also measure the vehicle's lateral acceleration and the vehicle's yaw rate. The ECM 114 can use signals from the sensors to make control decisions for the vehicle system 100 .

Das ECM 114 kann mit einem Getriebesteuermodul (TCM von transmission control module) 198 kommunizieren, um das Schalten von Gängen in dem Getriebe 166 zu koordinieren. Beispielsweise kann das ECM 114 während eines Gangschaltvorgangs das Maschinendrehmoment reduzieren. Obwohl einige der Sensorsignale als dem TCM 198 bereitgestellt gezeigt sind, kann das TCM 198 diese Sensorsignale an das ECM 114 weiterleiten. Alternativ können diese Sensorsignale dem ECM 114 direkt bereitgestellt werden. Bei verschiedenen Realisierungen können verschiedene Funktionen des ECM 114 und des TCM 198 in einem oder mehreren Modulen integriert sein. Obwohl 2 Beispiele von Modulen zeigt, die in dem ECM 114 umfasst sein können, können ferner eines oder mehrere dieser Module in dem TCM 198 umfasst sein. Ferner können das ECM 114, das TCM 198 und/oder Sensoren, die dem ECM 114 und/oder dem TCM 198 Signale liefern, zusammen als Antriebsstrangsteuersystem bezeichnet werden.The ECM 114 may communicate with a transmission control module (TCM) 198 to coordinate shifting of gears in the transmission 166 . For example, the ECM 114 may reduce engine torque during a gear shift. Although some of the sensor signals are shown as being provided to the TCM 198 , the TCM 198 may forward those sensor signals to the ECM 114 . Alternatively, these sensor signals can be provided to the ECM 114 directly. In various implementations, various ECM 114 and TCM 198 functions may be integrated into one or more modules. Even though 2 While FIG. Further, the ECM 114, the TCM 198, and/or sensors that provide signals to the ECM 114 and/or the TCM 198 may collectively be referred to as a powertrain control system.

Nun auf 2 Bezug nehmend umfasst eine beispielhafte Realisierung des ECM 114 ein Längsbeschleunigungs-Schätzmodul 202. Das Längsbeschleunigungs-Schätzmodul 202 schätzt die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs auf der Grundlage der Getriebeabtriebsdrehzahl von dem TOS-Sensor 192. Beispielsweise kann das Längsbeschleunigungs-Schätzmodul 202 die Geschwindigkeit des Fahrzeugs auf der Grundlage der Getriebeabtriebsdrehzahl ermitteln und die Ableitung der Fahrzeuggeschwindigkeit in Bezug auf die Zeit ermitteln, um die Längsbeschleunigung zu erhalten. Das Längsbeschleunigungs-Schätzmodul 202 kann die Längsbeschleunigung auf der Grundlage der Raddrehzahl von dem WSS 194 auf eine ähnliche Weise schätzen.Now on 2 Referring to this, an example implementation of the ECM 114 includes a longitudinal acceleration estimation module 202. The longitudinal acceleration estimation module 202 estimates the vehicle's longitudinal acceleration based on the transmission output speed from the TOS sensor 192. For example, the longitudinal acceleration estimation module 202 may estimate the vehicle's speed based on the Determine the basis of the transmission output speed and determine the derivative of the vehicle speed with respect to time to obtain the longitudinal acceleration. The longitudinal acceleration estimation module 202 may estimate the longitudinal acceleration based on wheel speed from the WSS 194 in a similar manner.

Ein Straßenneigungs-Schätzmodul 204 schätzt die Neigung der Straße, auf der das Fahrzeug fährt, basierend auf der geschätzten Längsbeschleunigung und der Längsbeschleunigung, die durch den VLA-Sensor 196 gemessen wird. Beispielsweise kann das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 eine Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung auf der Grundlage der geschätzten und gemessenen Längsbeschleunigung ermitteln und die Straßenneigung basierend auf der Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung schätzen. Das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 kann die Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung unter Verwendung einer Beziehung wie beispielsweise ( a L ) α = ( a L ) MEAS ( a L ) EST ( a L ) OFF

Figure DE102015104468B4_0003
schätzen, wobei (aL)α die Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung ist, (aL)MEAs die gemessene Längsbeschleunigung ist, (aL)EST die geschätzte Längsbeschleunigung ist und (aL)OFF eine Längsbeschleunigung aufgrund eines Offsets bei dem Ausgang des VLA-Sensors 196 ist.A road grade estimation module 204 estimates the grade of the road the vehicle is traveling on based on the estimated longitudinal acceleration and the longitudinal acceleration measured by the VLA sensor 196 . For example, the road grade estimation module 204 may determine a longitudinal acceleration due to the road grade based on the estimated and measured longitudinal acceleration and estimate the road grade based on the longitudinal acceleration due to the road grade. The road grade estimation module 204 may estimate the longitudinal acceleration due to the road grade using a relationship such as ( a L ) a = ( a L ) MEAS ( a L ) EST ( a L ) OFF
Figure DE102015104468B4_0003
where (a L ) α is longitudinal acceleration due to road grade, (aL)MEAs is measured longitudinal acceleration, (a L ) EST is estimated longitudinal acceleration, and (a L ) OFF is longitudinal acceleration due to an offset in the output of the VLA Sensor 196 is.

Das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 kann die Straßenneigung basierend auf der Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung unter Verwendung einer Beziehung wie beispielsweise sin  α = F g F α = m α g m ( α L ) = α g ( α L )

Figure DE102015104468B4_0004
schätzen, wobei α die Straßenneigung ist, Fg die Kraft ist, die auf das Fahrzeug aufgrund der Schwerkraft wirkt, Fα die Kraft ist, die auf das Fahrzeug aufgrund der Straßenneigung wirkt, m die Masse des Fahrzeugs ist und ag die Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund der Schwerkraft ist und (aL)α die Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung ist. Die Masse des Fahrzeugs und die Beschleunigung des Fahrzeugs aufgrund der Schwerkraft können vorbestimmt sein.The road grade estimation module 204 may estimate the road grade based on the longitudinal acceleration due to the road grade using a relationship such as sin a = f G f a = m a G m ( a L ) = a G ( a L )
Figure DE102015104468B4_0004
where α is the road gradient, F g is the force acting on the vehicle due to gravity, F α is the force acting on the vehicle due to road gradient, m is the mass of the vehicle, and a g is the acceleration of the vehicle due to gravity and (a L ) α is the longitudinal acceleration due to road grade. The mass of the vehicle and the acceleration of the vehicle due to gravity may be predetermined.

Ein Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 ermittelt den Offset bei dem Ausgang des VLA-Sensors 196. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset unter Verwendung einer Anzahl von verschiedenen Verfahren ermitteln, deren Dauer variiert. Beispielsweise ermitteln einige Verfahren den Sensor-Offset nahezu sofort, während andere Verfahren den Sensor-Offset über eine kurze Laufzeit (z.B. Tage oder Wochen) ermitteln. Wieder andere Verfahren ermitteln den Sensor-Offset über eine mittlere bis lange Laufzeit (z.B. ein Monat bis Lebensdauer des Fahrzeugs).A sensor offset determination module 206 determines the offset in the output of the VLA sensor 196. The sensor offset determination module 206 may determine the sensor offset using a number of different methods, the duration of which varies. For example, some methods determine sensor offset almost instantaneously, while other methods determine sensor offset over a short period of time (e.g., days or weeks). Still other methods determine the sensor offset over a medium to long term (e.g. one month to the life of the vehicle).

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ein sofortiges Verfahren zum Ermitteln des Sensor-Offsets verwenden, wenn das Fahrzeug erstmalig montiert wird. Bei diesem Verfahren wird das Fahrzeug auf einer Fläche mit einer vorbestimmten Neigung (z.B. 0 %) geparkt. Dann kommuniziert ein Benutzer beispielsweise unter Verwendung einer Benutzerschnittstelleneinrichtung (z.B. eines Touchscreens) in dem Fahrzeug oder eines externen Moduls (z.B. eines Abtastwerkzeugs) mit dem ECM 114, um dem Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 die vorbestimmte Neigung bereitzustellen. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 ermittelt den Sensor-Offset basierend auf einem Eingang von dem VLA-Sensor 196 und der vorbestimmten Neigung. Beispielsweise kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 eine Längsbeschleunigung auf der Grundlage der vorbestimmten Neigung schätzen und den Sensor-Offset gleich der Differenz zwischen der gemessenen und der geschätzten Längsbeschleunigung festlegen. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset permanent in einem nicht flüchtigen Speicher speichern und den Sensor-Offset über die Lebensdauer des Fahrzeugs basierend auf Sensor-Offsets, die unter Verwendung von anderen Verfahren ermittelt werden, anpassen.The sensor offset determination module 206 may use an immediate method to determine the sensor offset when the vehicle is first assembled. In this method, the vehicle is parked on an area with a predetermined incline (eg, 0%). A user then communicates with the ECM 114 using, for example, a user interface device (eg, a touchscreen) in the vehicle or an external module (eg, a scanning tool) to provide the sensor offset determination module 206 with the predetermined slope. The sensor offset determination module 206 determines the sensor offset based on input from the VLA sensor 196 and the predetermined tilt. For example, the sensor offset determination module 206 may estimate a longitudinal acceleration based on the predetermined grade and set the sensor offset equal to the difference between the measured and estimated longitudinal acceleration. The sensor offset determination module 206 may permanently store the sensor offset in non-volatile memory and the sensor offset over the lifetime of the vehicle adjust based on sensor offsets determined using other methods.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset durch einen Prozentsatz eines neu ermittelten Sensor-Offsets anpassen, der auf dem Verfahren basiert, das verwendet wird, um den neuen Sensor-Offset zu ermitteln. Beispielsweise kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 dem Sensor-Offset durch einen großen Prozentsatz (z.B. 100 Prozent (%)) eines neuen Sensor-Offsets anpassen, wenn der neue Sensor-Offset unter Verwendung eines sofortigen Verfahrens ermittelt wird. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset durch einen mittleren Prozentsatz (z.B. 30 % bis 40 %) eines neuen Sensor-Offsets anpassen, wenn der neue Sensor-Offset unter Verwendung eines Verfahrens einer kurzen Laufzeit ermittelt wird. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset durch einen kleinen Prozentsatz (z.B. 0 % bis 10 %) eines neuen Sensor-Offsets anpassen, wenn der neue Sensor-Offset unter Verwendung eines Verfahrens einer mittleren bis langen Laufzeit ermittelt wird.The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset by a percentage of a newly determined sensor offset based on the method used to determine the new sensor offset. For example, the sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset by a large percentage (e.g., 100 percent (%)) of a new sensor offset when the new sensor offset is determined using an immediate method. The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset by an average percentage (e.g., 30% to 40%) of a new sensor offset when the new sensor offset is determined using a short runtime method. The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset by a small percentage (e.g., 0% to 10%) of a new sensor offset when the new sensor offset is determined using a medium to long term method.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ein anderes sofortiges Verfahren verwenden, um den Sensor-Offset bei jedem Ausschalten des Zündschlüssels zu ermitteln (z.B. jedes Mal, wenn das Zündsystem 119 von Ein nach Aus geschaltet wird). Bei diesem Verfahren speichert das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 bei jedem Ausschalten des Zündschlüssels die letzte Auslesung von dem VLA-Sensor 196 vor dem Ausschalten des Zündschlüssels. Dann, beim nächsten Einschalten des Zündschlüssels (z.B. das nächste Mal, wenn das Zündsystem 119 von Aus nach Ein geschaltet wird), empfängt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 eine neue Auslesung von dem VLA-Sensor 196. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 ermittelt dann den Sensor-Offset basierend auf der gespeicherten Auslesung und der neuen Auslesung. Beispielsweise kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 annehmen, dass sich das Fahrzeug beim Ausschalten des Zündschlüssels und beim Einschalten des Zündschlüssels am gleichen Ort befindet, und den Sensor-Offset gleich der Differenz zwischen der gespeicherten Auslesung und der neuen Auslesung festlegen.The sensor offset determination module 206 may use another immediate method to determine the sensor offset each time the ignition key is turned off (e.g., each time the ignition system 119 is cycled from on to off). In this method, each time the ignition key is turned off, the sensor offset determination module 206 stores the last reading from the VLA sensor 196 before the ignition key was turned off. Then, the next time the ignition key is turned on (e.g., the next time the ignition system 119 is switched from off to on), the sensor offset determination module 206 receives a new reading from the VLA sensor 196. The sensor offset determination module 206 then determines the sensor offset based on the stored reading and the new reading. For example, the sensor offset determination module 206 may assume the vehicle is in the same location when the ignition key is turned off and when the ignition key is turned on, and set the sensor offset equal to the difference between the stored reading and the new reading.

Somit reflektiert, wenn sich der Nickwinkel des Fahrzeugs aufgrund beispielsweise einer Änderung der Anzahl von Fahrgästen oder des Anhängens eines Hängers an das Fahrzeug während des Ausschaltens des Zündschlüssels ändert, der Sensor-Offset die Änderung des Fahrzeugnickwinkels. Es kann ein ähnliches Verfahren zum Ermitteln des Sensor-Offsets verwendet werden, wenn sich der Fahrzeugnickwinkel ändert, ohne dass das Zündsystem 119 ausgeschaltet wird. Beispielsweise kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 die Auslesung von dem VLA-Sensor 196 speichern, nachdem das Getriebe in die Parkstellung geschaltet wurde. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann dann den Sensor-Offset basierend auf Differenzen zwischen der gespeicherten Auslesung und neuen Auslesungen von dem VLA-Sensor 196, während sich das Getriebe in der Parkstellung befindet, ermitteln. Bei verschiedenen Realisierungen kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 den Sensor-Offset basierend auf einer Differenz zwischen der gespeicherten Auslesung und der letzten Auslesung von dem VLA-Sensor 196, bevor das Getriebe aus der Parkstellung geschaltet wird, ermitteln.Thus, if the pitch angle of the vehicle changes due to, for example, a change in the number of passengers or a trailer being attached to the vehicle during key-off, the sensor offset reflects the change in vehicle pitch angle. A similar method can be used to determine the sensor offset as the vehicle pitch angle changes without turning off the ignition system 119 . For example, the sensor offset determination module 206 may store the reading from the VLA sensor 196 after the transmission is shifted into park. The sensor offset determination module 206 may then determine the sensor offset based on differences between the stored reading and new readings from the VLA sensor 196 while the transmission is in park. In various implementations, the sensor offset determination module 206 may determine the sensor offset based on a difference between the stored reading and the last reading from the VLA sensor 196 before the transmission is shifted out of park.

Bei dem oben beschriebenen Verfahren kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 annehmen, dass sich das Fahrzeug für das Ausschalten des Zündschlüssels und das Einschalten des Zündschlüssels an dem gleichen Ort befindet. Somit kann, wenn das Fahrzeug abgeschleppt oder auf andere Weise von einem Ort zu einem anderen bewegt wird, ohne dass das Zündsystem 119 von Aus nach Ein geschaltet wird, der unter Verwendung dieses Verfahrens ermittelte Sensor-Offset ungenau sein. Daher kann das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 den während dieses Verfahrens ermittelten Sensor-Offset unter Verwendung anderer hierin beschriebener Verfahren mit einem oder mehreren der Sensor-Offsets vergleichen. Wenn der Vergleich angibt, dass der Sensor-Offset unrealistisch ist, kann das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 den vorherigen Sensor-Offset basierend auf dem neu ermittelten Sensor-Offset nicht anpassen.In the method described above, the sensor offset determination module 206 may assume that the vehicle is in the same location for the ignition key off and the ignition key on. Thus, if the vehicle is towed or otherwise moved from one location to another without switching the ignition system 119 from off to on, the sensor offset determined using this method may be inaccurate. Therefore, the road grade estimation module 204 may compare the sensor offset determined during this method to one or more of the sensor offsets using other methods described herein. If the comparison indicates that the sensor offset is unrealistic, the road grade estimation module 204 may not adjust the previous sensor offset based on the newly determined sensor offset.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ein Verfahren einer kurzen Laufzeit verwenden, um den Sensor-Offset über eine relativ kurze Fahrt (z.B. eine Fahrt mit 16 bis 48 Kilometern (10 bis 30 Meilen)) zu ermitteln. Bei diesem Verfahren ermittelt ein Straßenneigungssummenmodul 208 eine laufende Summe von Straßenneigungsschätzwerten. Jeder Straßenneigungsschätzwert kann ein Mittelwert von Straßenneigungsschätzwerten, entnommen über eine vorbestimmte Distanz (z.B. 1 Meter), sein. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 ermittelt dann, ob die Summe von Straßenneigungsschätzwerten einer Hin- und Rückfahrt entspricht. Wenn die Summe einer Hin- und Rückfahrt entspricht, kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 den Sensor-Offset basierend auf einer Differenz zwischen der Summe und Null anpassen und dann die Summe auf Null zurücksetzen. Ansonsten kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 die Summe auf Null zurücksetzen, ohne den Sensor-Offset basierend auf der laufenden Summe anzupassen.The sensor offset determination module 206 may use a short runtime method to determine the sensor offset over a relatively short trip (e.g., a 16 to 48 km (10 to 30 miles) trip). In this method, a road grade sum module 208 determines a running sum of road grade estimates. Each road grade estimate may be an average of road grade estimates taken over a predetermined distance (e.g. 1 meter). The sensor offset determination module 206 then determines whether the sum of road grade estimates corresponds to a round trip. If the sum corresponds to a round trip, the sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset based on a difference between the sum and zero and then reset the sum to zero. Otherwise, the sensor offset determination module 206 may reset the sum to zero without adjusting the sensor offset based on the running sum.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann basierend auf einem Eingang von einem globalen Positionsbestimmungssystem (GPS von global positioning system), einem Echtzeittakt und/oder einem Umgebungstemperatursensor ermitteln, ob das Fahrzeug hin- und zurückgefahren ist, wie beispielsweise bei einem täglichen Pendeln. Die Umgebungstemperatur kann als sekundärer Indikator der Zeit verwendet werden. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann basierend auf Perioden, in denen das Zündsystem 119 ausgeschaltet ist, ermitteln, ob das Fahrzeug hin- und zurückgefahren ist. Beispielsweise kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 ermitteln, dass das Fahrzeug Zuhause geparkt ist, wenn das Zündsystem 119 für mindestens 10 bis 12 Stunden ausgeschaltet ist. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ermitteln, dass das Fahrzeug bei der Arbeitsstätte geparkt ist, wenn das Zündsystem 119 für ungefähr 7 bis 9 Stunden ausgeschaltet ist. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ermitteln, dass das Fahrzeug an einem anderen Ort als bei der Arbeitsstätte oder Zuhause geparkt ist, wenn das Zündsystem 119 für weniger als 2 Stunden ausgeschaltet ist.The sensor offset determination module 206 may be based on input from a global positioning system (GPS). positioning system), a real-time clock, and/or an ambient temperature sensor to determine if the vehicle has driven back and forth, such as in a daily commute. Ambient temperature can be used as a secondary indicator of time. The sensor offset determination module 206 may determine whether the vehicle has backed up based on periods when the ignition system 119 is off. For example, the sensor offset determination module 206 may determine that the vehicle is home parked when the ignition system 119 is off for at least 10 to 12 hours. The sensor offset determination module 206 may determine that the vehicle is parked at the work site when the ignition system 119 is off for approximately 7 to 9 hours. The sensor offset determination module 206 may determine that the vehicle is parked somewhere other than work or home when the ignition system 119 is off for less than 2 hours.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann basierend auf einem Vergleich von Distanzen, die während mehrerer Zündung-Ein-Zyklen zurückgelegt werden, ermitteln, ob das Fahrzeug hin- und zurückgefahren ist. Jeder Zündung-Ein-Zyklus kann beginnen, wenn das Zündsystem 119 von Aus nach Ein geschaltet wird, und kann enden, wenn das Zündsystem 119 von Ein nach Aus geschaltet wird. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ermitteln, dass das Fahrzeug hin- und zurückgefahren ist, wenn die Distanzen, die während zwei aufeinanderfolgender Zündung-Ein-Zyklen zurückgelegt werden, gleich sind oder innerhalb einer vorbestimmten Distanz zueinander liegen. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann die während jedes Zündung-Ein-Zyklus zurückgelegte Distanz basierend auf der Raddrehzahl von den WSS 194 ermitteln.The sensor offset determination module 206 may determine whether the vehicle has backed out based on a comparison of distances traveled during multiple ignition-on cycles. Each ignition-on cycle may begin when the ignition system 119 is switched from off to on and may end when the ignition system 119 is switched from on to off. The sensor offset determination module 206 may determine that the vehicle has backed up if the distances traveled during two consecutive ignition-on cycles are equal or within a predetermined distance of one another. The sensor offset determination module 206 may determine the distance traveled during each key-on cycle based on wheel speed from the WSS 194 .

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann ein Verfahren einer mittleren bis langen Laufzeit verwenden, um einen Sensor-Offset aufgrund von Alterung des Fahrzeugs und Abweichung bei dem Ausgang des VLA-Sensors 196 über die Lebensdauer des Fahrzeugs zu berücksichtigen. Bei einem derartigen Verfahren erzeugt ein Straßenneigungshistogrammmodul 210 ein Histogramm 302 von Straßenneigungsschätzwerten und führt es dieses (3A). Eine x-Achse 304 des Histogramms 302 stellt eine Straßenneigung in Prozent dar, und eine y-Achse 306 des Histogramms 302 stellt eine zurückgelegte Distanz in Metern dar. Obwohl die x-Achse 304 mit einem Bereich von -2 % bis 2 % gezeigt ist, kann die x-Achse 304 einen größeren Bereich aufweisen, beispielsweise von -50 % bis 50 %. Die Stra-ßenneigungsschätzwerte können in Klassen mit kleineren Größen um eine Neigung von etwa 0 % herum und größeren Größen bei steileren Neigungen gruppiert werden. Beispielsweise können die Straßenneigungsschätzwerte in Klassen wie beispielsweise [-50 % -20 % -15 % -10 % -7 % -5 % -4 % -3 % -2 % -1 % -0,75 % -0,5 % -0,25 % 0 % 0,25 % 0,5 % 0,75 % 1 % 2 % 3 % 4 % 5 % 7 % 10 % 15 % 20 % 50 %] gruppiert werden.The sensor offset determination module 206 may use a medium to long term method to account for sensor offset due to vehicle aging and variation in the output of the VLA sensor 196 over the life of the vehicle. In one such method, a road grade histogram module 210 generates and maintains a histogram 302 of road grade estimates ( 3A) . An x-axis 304 of the histogram 302 represents road grade in percent, and a y-axis 306 of the histogram 302 represents distance traveled in meters. Although the x-axis 304 is shown having a range of -2% to 2% , the x-axis 304 can have a larger range, for example from -50% to 50%. The road grade estimates can be grouped into classes with smaller magnitudes around a grade of about 0% and larger magnitudes at steeper grades. For example, the road grade estimates may be classified into classes such as [-50% -20% -15% -10% -7% -5% -4% -3% -2% -1% -0.75% -0.5% - 0.25% 0% 0.25% 0.5% 0.75% 1% 2% 3% 4% 5% 7% 10% 15% 20% 50%].

Die y-Achse 306 stellt die zurückgelegte Distanz, die jeder Klasse von Straßenneigungsschätzwerten entspricht, oder dem Prozentsatz an gesamter zurückgelegter Zeit für jeden Straßenneigungsschätzwert dar. Die y-Achse 306 ist bei einer Straßenneigung von 0 % angeordnet. Wenn der Sensor-Offset gleich Null ist, ist das Histogramm 302 um eine Straßenneigung von ungefähr 0 % symmetrisch. Mit anderen Worten ist die Summe aller Klassen des Histogramms 302 gleich ungefähr 0 %. Die Summe aller Klassen kann bei diesem Verfahren aufgrund von Fehlern nicht exakt gleich 0 % sein.The y-axis 306 represents the distance traveled corresponding to each class of road grade estimates, or the percentage of total time traveled for each road grade estimate. The y-axis 306 is positioned at a road grade of 0%. When the sensor offset is zero, the histogram 302 is symmetrical about a road grade of approximately 0%. In other words, the sum of all bins of histogram 302 equals approximately 0%. With this method, the sum of all classes cannot be exactly 0% due to errors.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset auf der Grundlage eines Umfangs anpassen, um den die Summe aller Klassen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset in vorbestimmten Intervallen an zurückgelegter Distanz (z.B. alle 1.600 Kilometer (1.000 Meilen)) anpassen. Sobald der Sensor-Offset angepasst wurde, kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 alle Daten in dem Histogramm 302 löschen und mit dem Erzeugen eines neuen Histogramms von Straßenneigungsschätzwerten beginnen.The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset based on an amount by which the sum of all classes falls outside of a predetermined range. The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset at predetermined intervals based on distance traveled (e.g., every 1,600 kilometers (1,000 miles)). Once the sensor offset has been adjusted, the sensor offset determination module 206 may clear all data in the histogram 302 and begin generating a new histogram of road grade estimates.

Der vorbestimmte Bereich kann ein Bereich sein, der um eine Straßenneigung von 0 % herum (z.B. +/- 0,278 %) zentriert ist. Der vorbestimmte Bereich kann bei diesem Verfahren einem Fehler eines ungünstigsten Falls entsprechen. Der Fehler eines ungünstigsten Falls kann einem Fahren des Fahrzeugs von 19.312 Kilometern (12.000 Meilen) pro Jahr von einer niedrigstmöglichen Geländehöhe (z.B. - 86 Meter (- 282 Fuß)) zu einer höchstmöglichen Geländehöhe (z.B. 4.401 Meter (14.440 Fuß)) entsprechen.The predetermined area may be an area centered around a 0% road grade (e.g. +/- 0.278%). The predetermined range may correspond to a worst case error in this method. Worst-case error may correspond to driving the vehicle 19,312 kilometers (12,000 miles) per year from a lowest possible terrain elevation (e.g., -86 meters (-282 feet)) to a highest possible terrain elevation (e.g., 4,401 meters (14,440 feet)).

Bei verschiedenen Realisierungen können die Daten in einem Histogramm von Straßenneigungsschätzwerten in Form einer glockenförmigen Kurve 308 (3B) dargestellt werden. Die glockenförmige Kurve 308 ist in Bezug auf die x-Achse 304 und die y-Achse 306 dargestellt. Wie bei dem Histogramm 302 ist die glockenförmige Kurve 308 um eine Straßenneigung von ungefähr 0 % herum symmetrisch, wenn der Sensor-Offset Null ist. Somit stellt eine Differenz 310 zwischen einer Symmetrielinie 312 der glockenförmigen Kurve 308 und der y-Achse 306 ungefähr den Sensor-Offset dar.In various implementations, the data may be presented in a histogram of road grade estimates in the form of a bell-shaped curve 308 ( 3B) being represented. Bell curve 308 is shown with respect to x-axis 304 and y-axis 306 . As with the histogram 302, the bell-shaped curve 308 is symmetrical about a road grade of approximately 0% when the sensor offset is zero. Thus, a difference 310 between a line of symmetry 312 of the bell-shaped curve 308 and the y-axis 306 approximately represents the sensor offset.

Bei einem anderen Verfahren einer mittleren bis langen Laufzeit ermittelt ein Höhensummenmodul 212 Änderungen der Höhe des Fahrzeugs basierend auf der geschätzten Straßenneigung und ermittelt es eine laufende Summe der Höhenänderungen. Das Höhensummenmodul 212 kann die Höhenänderungen in vorbestimmten Intervallen einer zurückgelegten Distanz (z.B. jeden Meter) ermitteln. Das Höhensummenmodul 212 kann die Summe der Höhenänderungen unter Verwendung einer Beziehung wie beispielsweise E i = E i 1 + d i * sin ( α i )

Figure DE102015104468B4_0005
ermitteln, wobei ΣEi eine Summe der Höhenänderungen bei einer aktuellen Iteration i ist, ZEi-1 die Summe der Höhenänderungen bei einer vorherigen Iteration i-1 ist, di eine zurückgelegte Distanz, die der aktuellen Iteration i entspricht, ist und αi die geschätzte Straßenneigung für die aktuelle Iteration i ist.In another medium to long term method, an altitude sum module 212 determines changes in the vehicle's altitude based on the estimated road grade and determines a running sum of the altitude changes. The altitude summation module 212 may determine the changes in altitude at predetermined intervals of a distance traveled (eg, every meter). The elevation sum module 212 may sum the elevation changes using a relationship such as E i = E i 1 + i.e i * sin ( a i )
Figure DE102015104468B4_0005
where ΣEi is a sum of elevation changes at a current iteration i, ZEi-1 is the sum of elevation changes at a previous iteration i-1, di is a traveled distance corresponding to the current iteration i, and αi is the estimated road grade for the current iteration is i.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset basierend auf einem Umfang anpassen, um den die Summe der Höhenänderungen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann dem Sensor-Offset in vorbestimmten Intervallen an zurückgelegter Distanz (z.B. alle 1.600 Kilometer (1.000 Meilen)) anpassen. Nach dem Anpassen des Sensor-Offsets kann das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 die Summe der Höhenänderungen auf Null zurücksetzen und eine neue laufende Summe der Höhenänderungen ermitteln.The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset based on an amount that the sum of the elevation changes is outside of a predetermined range. The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset at predetermined intervals of distance traveled (e.g., every 1,600 kilometers (1,000 miles)). After adjusting the sensor offset, the sensor offset determination module 206 may reset the sum of elevation changes to zero and determine a new running sum of elevation changes.

Der vorbestimmte Bereich kann um Null herum zentriert sein. Der vorbestimmte Bereich kann bei diesem Verfahren einem Fehler eines ungünstigsten Falls entsprechen. Der Fehler eines ungünstigsten Falls kann einem Fahren des Fahrzeugs von 19.312 Kilometern (12.000 Meilen) pro Jahr von einer niedrigstmöglichen Geländehöhe (z.B. - 86 Meter (- 282 Fuß)) zu einer höchstmöglichen Geländehöhe (z.B. 4.401 Meter (14.440 Fuß)) entsprechen.The predetermined range may be centered around zero. The predetermined range may correspond to a worst case error in this method. Worst-case error may correspond to driving the vehicle 19,312 kilometers (12,000 miles) per year from a lowest possible terrain elevation (e.g., -86 meters (-282 feet)) to a highest possible terrain elevation (e.g., 4,401 meters (14,440 feet)).

Die Höhe des Fahrzeugs kann sich erheblich ändern, wenn das Fahrzeug von einem Montagewerk zu einem Händler transportiert wird. Da Fahrzeuge typischerweise nicht von einem Montagewerk zu einem Händler gefahren werden, kann der Sensor-Offset, der basierend auf der laufenden Summe der Höhenänderungen ermittelt wird, möglicherweise nicht genau sein, nachdem das Fahrzeug von dem Montagewerk zu dem Händler transportiert wurde. Daher kann die laufende Summe der Höhenänderungen bei dem Händler unter Verwendung eines externen Moduls (z.B. eines Abtastwerkzeugs) initialisiert (z.B. auf Null gesetzt) werden. Alternativ kann das Höhensummenmodul 212 die laufende Summe der Höhenänderungen initialisieren, wenn die basierend auf dem Umgebungsluftdruck geschätzte Fahrzeughöhe eine Änderung der Fahrzeughöhe, die nicht mit dem Fahren des Fahrzeugs in Beziehung steht, angibt.The height of the vehicle can change significantly when the vehicle is being transported from an assembly plant to a dealership. Because vehicles are not typically driven from an assembly plant to a dealership, the sensor offset determined based on the running sum of elevation changes may not be accurate after the vehicle has been transported from the assembly plant to the dealership. Therefore, the running total of elevation changes can be initialized (e.g., zeroed) at the dealer using an external module (e.g., a scanning tool). Alternatively, the altitude sum module 212 may initialize the running sum of altitude changes when the vehicle altitude estimated based on ambient barometric pressure indicates a change in vehicle altitude that is unrelated to driving the vehicle.

Das Höhensummenmodul 212 kann auch Änderungen der Höhe des Fahrzeugs basierend auf dem Umgebungsluftdruck von dem AAP-Sensor 191 ermitteln und ermittelt eine laufende Summe der Höhenänderungen. Beispielsweise kann das Höhensummenmodul 212 die Fahrzeughöhe basierend auf dem Umgebungsluftdruck schätzen und die Höhenänderungen basierend auf der geschätzten Fahrzeughöhe ermitteln. Das Höhensummenmodul 212 kann die Höhenänderungen basierend auf der geschätzten Fahrzeughöhe gleichzeitig mit dem Ermitteln der Höhenänderungen basierend auf der geschätzten Straßenneigung durch das Höhensummenmodul 212 ermitteln.The altitude summation module 212 may also determine changes in the altitude of the vehicle based on the ambient barometric pressure from the AAP sensor 191 and determines a running total of the altitude changes. For example, the altitude summation module 212 may estimate the vehicle altitude based on the ambient barometric pressure and determine the altitude changes based on the estimated vehicle altitude. The elevation summation module 212 may determine the elevation changes based on the estimated vehicle height concurrently with the elevation summation module 212 determining the elevation changes based on the estimated road grade.

Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann die Summe der basierend auf der geschätzten Fahrzeughöhe ermittelten Höhenänderungen mit der Summe der Höhenänderungen, die basierend auf der geschätzten Straßenneigung ermittelt werden, vergleichen. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 kann den Sensor-Offset basierend auf der Summe der Höhenänderungen anpassen, die basierend auf der geschätzten Straßenneigung ermittelt werden, wenn die Differenz zwischen diesen beiden Summen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Null liegt. Ansonsten passt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 den Sensor-Offset basierend auf der Summe der Höhenänderungen, die basierend auf der geschätzten Straßenneigung ermittelt werden, möglicherweise nicht an.The sensor offset determination module 206 may compare the sum of the elevation changes determined based on the estimated vehicle height to the sum of the elevation changes determined based on the estimated road grade. The sensor offset determination module 206 may adjust the sensor offset based on the sum of elevation changes determined based on the estimated road grade when the difference between those two sums is within a predetermined range of zero. Otherwise, the sensor offset determination module 206 may not adjust the sensor offset based on the sum of the elevation changes determined based on the estimated road grade.

Das Höhensummenmodul 212 kann auch die laufende Summe der Höhenänderungen mit einer niedrigstmöglichen Geländehöhe (z.B. - 86 Meter (- 282 Fuß)) und einer höchstmöglichen Geländehöhe (z.B. 4.401 Meter (14.440 Fuß)) vergleichen. Das Höhensummenmodul 212 kann die laufende Summe der Höhenänderungen anpassen, wenn die laufende Summe kleiner als die niedrigstmögliche Geländehöhe oder größer als die höchstmögliche Geländehöhe ist. Wenn beispielsweise die laufende Summe der Höhenänderungen kleiner als die niedrigstmögliche Geländehöhe ist, kann das Höhensummenmodul 212 die laufende Summe an die niedrigstmögliche Geländehöhe anpassen. Umgekehrt kann, wenn die laufende Summe größer als die höchstmögliche Geländehöhe ist, das Höhensummenmodul 212 die laufende Summe an die höchstmögliche Geländehöhe anpassen.The elevation sum module 212 may also compare the running total of elevation changes to a lowest possible terrain elevation (e.g., -86 meters (-282 feet)) and a highest possible terrain elevation (e.g., 4,401 meters (14,440 feet)). The elevation sum module 212 may adjust the running total of elevation changes if the running total is less than the lowest possible terrain elevation or greater than the highest possible terrain elevation. For example, if the running total of elevation changes is less than the lowest possible terrain elevation, the elevation totals module 212 may adjust the running total to the lowest possible terrain elevation. Conversely, if the running total is greater than the highest possible terrain elevation, the elevation totals module 212 may adjust the running total to the highest possible terrain elevation.

Wie oben erläutert kann der Sensor-Offset ungenau sein, wenn ein Fahrzeug abgeschleppt wird oder auf andere Weise von einem Ort zu einem anderen bewegt wird, ohne das Zündsystem 119 von Aus nach Ein zu schalten. Ferner kann das Verfahren, das zum Ermitteln des Sensor-Offsets verwendet wird, wenn das Fahrzeug erstmalig montiert wird, möglicherweise nicht durch Fahrzeugdienstanbieter, wie beispielsweise Händler, welche keinen Zugriff auf eine Fläche mit einer vorbestimmten Neigung haben, durchgeführt werden. Somit kann in diesen Fällen ein anderes Verfahren zum Ermitteln des Sensor-Offsets verwendet werden.As discussed above, the sensor offset may be inaccurate when a vehicle is being towed or otherwise moved from a location another is moved without switching the ignition system 119 from off to on. Furthermore, the method used to determine the sensor offset when the vehicle is first assembled may not be performed by vehicle service providers, such as dealers, who do not have access to a surface with a predetermined slope. A different method for determining the sensor offset can thus be used in these cases.

Bei einem derartigen Verfahren schätzt das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 die Straßenneigung, wenn ein Fahrzeug 400 (4) geparkt ist und in eine erste Richtung weist. Unter diesem Umstand misst der VLA-Sensor 196 eine erste Längsbeschleunigung 402 aufgrund der Schwerkraft 404, die auf das Fahrzeug wirkt. Dann wird das Fahrzeug 400 um 180 Grad gedreht und an dem gleichen Ort geparkt, sodass das Fahrzeug 400 in eine zweite Richtung weist, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist. Unter diesem Umstand misst der VLA-Sensor 196 eine zweite Längsbeschleunigung 406 aufgrund der Schwerkraft 404, die auf das Fahrzeug 400 wirkt. Das Straßenneigungs-Schätzmodul 204 schätzt wieder die Straßenneigung, während das Fahrzeug 400 geparkt ist, und das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 ermittelt den Sensor-Offset basierend auf der ersten geschätzten Straßenneigung und der zweiten geschätzten Straßenneigung.In one such method, the road grade estimation module 204 estimates the road grade when a vehicle 400 ( 4 ) is parked and facing in a first direction. In this circumstance, the VLA sensor 196 measures a first longitudinal acceleration 402 due to the force of gravity 404 acting on the vehicle. Then, the vehicle 400 is rotated 180 degrees and parked in the same location such that the vehicle 400 faces a second direction that is opposite to the first direction. In this circumstance, the VLA sensor 196 measures a second longitudinal acceleration 406 due to gravity 404 acting on the vehicle 400 . The road grade estimation module 204 again estimates the road grade while the vehicle 400 is parked and the sensor offset determination module 206 determines the sensor offset based on the first estimated road grade and the second estimated road grade.

Wenn die erste und die zweite geschätzte Straßenneigung das gleiche Vorzeichen und etwa den gleichen Wert aufweisen, ermittelt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206, dass sich das Fahrzeug 400 auf einer flachen Fläche befindet, und setzt es den Sensor-Offset gleich dem Wert der beiden geschätzten Straßenneigungen. Wenn die erste und die zweite geschätzte Straßenneigung das gleiche Vorzeichen und unterschiedliche Werte aufweisen, ermittelt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206, dass ein Straßenflächenwinkel 408 kleiner als ein Sensornickwinkel 410 ist. In diesem Fall setzt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 das Vorzeichen des Sensor-Offsets gleich dem Vorzeichen der beiden geschätzten Straßenneigungen und setzt es den Betrag des Sensor-Offsets gleich der Differenz zwischen den beiden geschätzten Straßenneigungen dividiert durch zwei. If the first and second estimated road grades have the same sign and approximately the same value, the sensor offset determination module 206 determines that the vehicle 400 is on a flat surface and sets the sensor offset equal to the value of the two estimated road grades. If the first and second estimated road grades have the same sign and different values, the sensor offset determination module 206 determines that a road surface angle 408 is less than a sensor pitch angle 410 . In this case, the sensor offset determination module 206 sets the sign of the sensor offset equal to the sign of the two estimated road grades and sets the magnitude of the sensor offset equal to the difference between the two estimated road grades divided by two.

Wenn die erste und die zweite geschätzte Straßenneigung unterschiedliche Vorzeichen und unterschiedliche Werte aufweisen, ermittelt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206, dass der Straßenflächenwinkel 408 größer als der Sensornickwinkel 410 ist. In diesem Fall setzt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 das Vorzeichen des Sensor-Offsets gleich dem Vorzeichen der größeren der beiden geschätzten Straßenneigungen. Ferner setzt das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 den Betrag des Sensor-Offsets gleich der Differenz zwischen den beiden geschätzten Straßenneigungen dividiert durch zwei.If the first and second estimated road grades have different signs and different values, the sensor offset determination module 206 determines that the road surface angle 408 is greater than the sensor pitch angle 410 . In this case, the sensor offset determination module 206 sets the sign of the sensor offset equal to the sign of the larger of the two estimated road grades. Further, the sensor offset determination module 206 sets the amount of sensor offset equal to the difference between the two estimated road grades divided by two.

Bei einem anderen Verfahren, das durch Fahrzeugdienstanbieter verwendet werden kann, um den Sensor-Offset zu ermitteln, werden alle Daten in dem Histogramm von Straßenneigungsschätzwerten gelöscht, während das Fahrzeug geparkt ist. Das Fahrzeug wird dann eine beliebige Distanz gefahren und zu dem gleichen Ort und in die gleiche Ausrichtung zurückgebracht. Das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 setzt dann den Sensor-Offset gleich der Differenz 310 (3B) zwischen der Symmetrielinie 312 des Histogramms und der Neigung von 0 %, die der y-Achse 306 entspricht.Another method that can be used by vehicle service providers to determine the sensor offset is to clear all data in the histogram of road grade estimates while the vehicle is parked. The vehicle is then driven any distance and returned to the same location and orientation. The sensor offset determination module 206 then sets the sensor offset equal to the difference 310 ( 3B) between the histogram line of symmetry 312 and the 0% slope corresponding to the y-axis 306 .

Ein Start-Stopp-Modul 214 stoppt die Maschine 102 automatisch und startet diese automatisch neu, wenn sich die Maschine 102 im Leerlauf befindet. Das Start-Stopp-Modul 214 kann die Maschine 102 automatisch stoppen, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit kleiner als eine vorbestimmte oder gleich einer vorbestimmten Geschwindigkeit (z.B. Null) ist und der Fahrer das Bremspedal 174 niederdrückt. Das Start-Stopp-Modul 214 kann die Maschine 102 automatisch neu starten, wenn der Fahrer das Bremspedal 174 löst, wenn der Fahrer das Gaspedal 104 niederdrückt und/oder wenn der Fahrer einen Wiederaufnahmeschalter (nicht gezeigt) niederdrückt.A start-stop module 214 automatically stops and automatically restarts the engine 102 when the engine 102 is idling. The stop-start module 214 may automatically stop the engine 102 when the vehicle speed is less than or equal to a predetermined speed (e.g., zero) and the driver depresses the brake pedal 174 . The start-stop module 214 may automatically restart the engine 102 when the driver releases the brake pedal 174, when the driver depresses the accelerator pedal 104, and/or when the driver depresses a resume switch (not shown).

Das Start-Stopp-Modul 214 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Raddrehzahl von dem WSS 194 ermitteln, beispielsweise durch Setzen der Fahrzeuggeschwindigkeit gleich der Raddrehzahl. Das Start-Stopp-Modul 214 kann basierend auf der Gaspedalstellung von dem APP-Sensor 176 ermitteln, wann der Fahrer das Gaspedal 104 niederdrückt oder löst. Das Start-Stopp-Modul 214 kann basierend auf einem Eingang, der von dem BPP-Sensor 178 empfangen wird, ermitteln, wann der Fahrer das Bremspedal 174 niederdrückt oder löst.The stop-start module 214 may determine the vehicle speed based on the wheel speed from the WSS 194, for example by setting the vehicle speed equal to the wheel speed. The stop-start module 214 may determine when the driver is depressing or releasing the accelerator pedal 104 based on the accelerator pedal position from the APP sensor 176 . The stop-start module 214 may determine when the driver is depressing or releasing the brake pedal 174 based on an input received from the BPP sensor 178 .

Das Start-Stopp-Modul 214 kann basierend auf der geschätzten Straßenneigung ermitteln, ob die Maschine 102 automatisch gestoppt oder neu gestartet werden soll. Beispielsweise kann das Start-Stopp-Modul 214 die Maschine 102 nur automatisch stoppen, wenn sich die Maschine 102 im Leerlauf befindet und die geschätzte Straßenneigung kleiner als eine oder gleich einer vorbestimmten Neigung ist, was angibt, dass sich das Fahrzeug nicht an einem steilen Berg befindet. Somit kann das Start-Stopp-Modul 214 die Maschine 102 möglicherweise nicht automatisch stoppen, wenn sich die Maschine 102 im Leerlauf befindet, wenn die geschätzte Straßenneigung größer als die vorbestimmte Neigung ist, was angibt, dass sich das Fahrzeug an einem steilen Berg befindet.The start-stop module 214 may determine whether to automatically stop or restart the machine 102 based on the estimated road grade. For example, the start-stop module 214 may only automatically stop the engine 102 when the engine 102 is idling and the estimated road grade is less than or equal to a predetermined grade, indicating the vehicle is not on a steep hill located. As such, the start-stop module 214 may not automatically stop the engine 102 when the engine 102 is idling if the estimated road grade is greater than the preset true grade, indicating that the vehicle is on a steep hill.

Das Start-Stopp-Modul 214 kann die Maschine 102 automatisch stoppen und neu starten, indem ein Drosselklappensteuermodul 216, ein Kraftstoffsteuermodul 218 und/oder ein Zündfunkensteuermodul 220 angewiesen werden, die Maschine 102 zu stoppen oder zu starten. Das Drosselklappensteuermodul 216 kann die Drosselklappe 112 steuern, indem das Drosselklappen-Aktormodul 116 angewiesen wird, eine gewünschte Drosselklappenfläche zu erreichen. Das Kraftstoffsteuermodul 218 kann die Lieferung an Kraftstoff an den Zylinder 118 steuern, indem das Kraftstoff-Aktormodul 124 angewiesen wird, ein gewünschtes Luft/KraftstoffVerhältnis zu erreichen. Das Zündfunkensteuermodul 220 kann die Zündkerze 128 steuern, indem das Zündfunken-Aktormodul 126 angewiesen wird, ein gewünschtes Zündfunken-Timing zu erreichen.The start-stop module 214 may automatically stop and restart the engine 102 by commanding a throttle control module 216, a fuel control module 218, and/or a spark control module 220 to stop or start the engine 102. The throttle control module 216 may control the throttle 112 by commanding the throttle actuator module 116 to achieve a desired throttle area. The fuel control module 218 may control the delivery of fuel to the cylinder 118 by commanding the fuel actuator module 124 to achieve a desired air/fuel ratio. The spark control module 220 may control the spark plug 128 by commanding the spark actuator module 126 to achieve a desired spark timing.

Das Drosselklappensteuermodul 216 kann die Maschine 102 stoppen oder neu starten, indem das Drosselklappen-Aktormodul 116 angewiesen wird, die Drosselklappe 112 vollständig zu schließen oder zu öffnen. Das Kraftstoffsteuermodul 218 kann die Maschine 102 stoppen oder starten, indem das Kraftstoff-Aktormodul 124 angewiesen wird, das Bereitstellen von Kraftstoff für den Zylinder 118 zu stoppen oder zu starten. Das Zündfunkensteuermodul 220 kann die Maschine 102 stoppen oder starten, indem das Zündfunken-Aktormodul 126 angewiesen wird, das Erzeugen eines Zündfunkens zu stoppen oder zu starten.The throttle control module 216 may stop or restart the engine 102 by commanding the throttle actuator module 116 to fully close or open the throttle 112 . The fuel control module 218 may stop or start the engine 102 by commanding the fuel actuator module 124 to stop or start providing fuel to the cylinder 118 . The spark control module 220 may stop or start the engine 102 by commanding the spark actuator module 126 to stop or start generating a spark.

Das TCM 198 kann einen Schaltplan des Getriebes basierend auf der geschätzten Straßenneigung anpassen. Beispielsweise kann das TCM 198 das Getriebe normalerweise basierend auf einem vorbestimmten Schaltplan schalten. Wenn jedoch die geschätzte Straßenneigung angibt, dass das Fahrzeug bergauf fährt, kann das TCM 198 Schaltpunkte relativ zu dem vorbestimmten Schaltplan verzögern, um mehr Drehmoment zu erzeugen. Die Maschine 102 und das Getriebe können als Aktoren des Fahrzeugs bezeichnet werden, und das Start-Stopp-Modul 214 und das TCM 198 können als Aktorsteuermodule bezeichnet werden.The TCM 198 may adjust a transmission shift schedule based on the estimated road grade. For example, the TCM 198 may normally shift the transmission based on a predetermined shift schedule. However, if the estimated road grade indicates the vehicle is traveling uphill, the TCM 198 may delay shift points relative to the predetermined shift schedule to generate more torque. The engine 102 and transmission may be referred to as actuators of the vehicle, and the start-stop module 214 and TCM 198 may be referred to as actuator control modules.

Nun auf 5 Bezug nehmend beginnt ein Verfahren zum Schätzen der Neigung einer Straße, auf der ein Fahrzeug fährt, basierend auf einem Ausgang eines Fahrzeuglängsbeschleunigungssensors (VLA-Sensors) in 502. In 504 misst das Verfahren die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs unter Verwendung des VLA-Sensors. In 506 schätzt das Verfahren die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs basierend auf einem Eingang von einem Getriebeabtriebsdrehzahlsensor und/oder einem Raddrehzahlsensor.Now on 5 Referring now, a method of estimating the slope of a road on which a vehicle is traveling based on an output of a vehicle longitudinal acceleration (VLA) sensor begins at 502. At 504, the method measures the longitudinal acceleration of the vehicle using the VLA sensor. At 506, the method estimates the longitudinal acceleration of the vehicle based on input from a transmission output speed sensor and/or a wheel speed sensor.

In 508 ermittelt das Verfahren eine Längsbeschleunigung aufgrund eines Offsets bei dem Ausgang des VLA-Sensors. In 510 ermittelt das Verfahren eine Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung basierend auf der gemessenen Längsbeschleunigung, der geschätzten Längsbeschleunigung und der Längsbeschleunigung aufgrund des Sensor-Offsets. Beispielsweise kann das Verfahren die Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung unter Verwendung von Beziehung (3) wie oben erläutert ermitteln.At 508, the method determines a longitudinal acceleration due to an offset in the output of the VLA sensor. At 510, the method determines a longitudinal acceleration due to the road grade based on the measured longitudinal acceleration, the estimated longitudinal acceleration, and the longitudinal acceleration due to the sensor offset. For example, the method may determine longitudinal acceleration due to road grade using relationship (3) as discussed above.

In 512 schätzt das Verfahren die Straßenneigung basierend auf der Längsbeschleunigung aufgrund der Straßenneigung. Beispielsweise kann das Verfahren die Straßenneigung unter Verwendung von Beziehung (4), wie oben erläutert, schätzen. Das Verfahren endet in 514.At 512, the method estimates road grade based on longitudinal acceleration due to road grade. For example, the method may estimate road grade using relationship (4) discussed above. The procedure ends in 514.

Nun auf 6 Bezug nehmend beginnt ein Verfahren zum Ermitteln eines Offsets bei dem VLA-Sensor, wenn ein Fahrzeug erstmalig montiert wird, in 602. In 604 parkt das Verfahren das Fahrzeug auf einer Fläche mit einer vorbestimmten Neigung. In 606 stellt das Verfahren die vorbestimmte Flächenneigung einem Antriebsstrangsteuersystem (PCS von powertrain control system) unter Verwendung beispielsweise einer Benutzerschnittstelleneinrichtung (UID von user interface device) (z.B. eines Touchscreens) in dem Fahrzeug oder eines externen Moduls (z.B. eines Abtastwerkzeugs) bereit.Now on 6 Referring now, a method of determining an offset in the VLA sensor when a vehicle is first assembled begins at 602. At 604, the method parks the vehicle on a surface with a predetermined slope. At 606, the method provides the predetermined surface slope to a powertrain control system (PCS) using, for example, a user interface device (UID) (eg, a touch screen) in the vehicle or an external module (eg, a scanning tool).

In 608 ermittelt das Verfahren den Sensor-Offset basierend auf einem Eingang von dem VLA-Sensor und der vorbestimmten Neigung. Beispielsweise kann das Verfahren eine Längsbeschleunigung basierend auf der vorbestimmten Neigung schätzen und den Sensor-Offset gleich der Differenz zwischen einer durch den VLA-Sensor gemessenen Längsbeschleunigung und der geschätzten Längsbeschleunigung setzen. Das Verfahren endet in 610. Das Verfahren kann den Sensor-Offset permanent in einem nicht flüchtigen Speicher speichern und den Sensor-Offset basierend auf Sensor-Offsets, die unter Verwendung von anderen Verfahren ermittelt werden, über die Lebensdauer des Fahrzeugs anpassen.At 608, the method determines the sensor offset based on input from the VLA sensor and the predetermined tilt. For example, the method may estimate a longitudinal acceleration based on the predetermined grade and set the sensor offset equal to the difference between a longitudinal acceleration measured by the VLA sensor and the estimated longitudinal acceleration. The method ends in 610. The method may permanently store the sensor offset in non-volatile memory and adjust the sensor offset based on sensor offsets determined using other methods over the lifetime of the vehicle.

Nun auf 7 Bezug nehmend beginnt ein Verfahren zum Ermitteln des Sensor-Offsets bei jedem Ausschalten des Zündschlüssels (z.B. jedes Mal, wenn eine Fahrzeugzündung von Ein nach Aus geschaltet wird), in 702. In 704 ermittelt das Verfahren, ob ein Zündschlüssel von einer Ein-Stellung (oder Fahrstellung) in eine Aus-Stellung geschaltet wird. Alternativ kann das Verfahren ermitteln, ob ein Knopf niedergedrückt wird, um die Fahrzeugzündung von Ein nach Aus zu schalten. Wenn der Zündschlüssel in die Aus-Stellung geschaltet wird, fährt das Verfahren mit 706 fort. Ansonsten fährt das Verfahren fort, um in 704 zu ermitteln, ob der Zündschlüssel in die Aus-Stellung geschaltet wird.Now on 7 Referring to this, a method of determining the sensor offset begins at 702 each time the ignition key is turned off (eg, each time a vehicle ignition is cycled from on to off). or drive position) is switched to an off position. Alternatively, the method may determine if a button is depressed to toggle the vehicle ignition from on to off. The method proceeds to 706 if the ignition key is turned to the off position. Otherwise the ver proceed to determine in 704 whether the ignition key is turned to the off position.

In 706 speichert das Verfahren die letzte Auslesung von dem VLA-Sensor vor dem Ausschalten des Zündschlüssels. In 708 ermittelt das Verfahren, ob der Zündschlüssel von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung (oder Fahrstellung) geschaltet wird. Alternativ kann das Verfahren ermitteln, ob ein Knopf niedergedrückt wird, um die Fahrzeugzündung von Aus nach Ein zu schalten. Wenn der Zündschlüssel in die Ein-Stellung geschaltet wird, fährt das Verfahren mit 710 fort. Ansonsten fährt das Verfahren fort, um in 708 zu ermitteln, ob der Zündschlüssel in die Ein-Stellung geschaltet wird.At 706, the method saves the last reading from the VLA sensor prior to key-off. At 708, the method determines whether the ignition key is switched from the off position to the on (or drive) position. Alternatively, the method may determine if a button is depressed to toggle the vehicle ignition from off to on. If the ignition key is turned to the on position, the method proceeds to 710 . Otherwise, the method continues to determine in 708 whether the ignition key is turned to the on position.

In 710 erhält das Verfahren eine neue Auslesung von dem VLA-Sensor beim Einschalten des Zündschlüssels (z.B. wenn die Fahrzeugzündung von Aus nach Ein geschaltet wird). In 712 ermittelt das Verfahren den Sensor-Offset basierend auf der gespeicherten Auslesung und der neuen Auslesung. Beispielsweise kann das Verfahren annehmen, dass sich das Fahrzeug bei dem Ausschalten des Zündschlüssels und dem Einschalten des Zündschlüssels an dem gleichen Ort befindet, und den Sensor-Offset gleich der Differenz zwischen der gespeicherten Auslesung und der neuen Auslesung setzen.At 710, the method obtains a new reading from the VLA sensor upon key-on (e.g., when the vehicle ignition is switched from off to on). At 712, the method determines the sensor offset based on the stored reading and the new reading. For example, the method may assume that the vehicle is in the same location when the ignition key is turned off and when the ignition key is turned on, and set the sensor offset equal to the difference between the stored reading and the new reading.

Nun auf 8 Bezug nehmend beginnt ein Verfahren zum Ermitteln des Sensor-Offsets über eine relativ kurze Fahrt (z.B. eine Fahrt von 16 bis 48 Kilometern (10 bis 30 Meilen)) in 802. In 804 ermittelt das Verfahren, ob der Zündschlüssel von der Aus-Stellung in die Ein-Stellung (oder Fahrstellung) geschaltet wird. Alternativ kann das Verfahren ermitteln, ob ein Knopf niedergedrückt wird, um die Fahrzeugzündung von Aus nach Ein zu schalten. Wenn der Zündschlüssel in die Ein-Stellung (oder Fahrstellung) geschaltet wird, fährt das Verfahren mit 806 fort. Ansonsten fährt das Verfahren fort, um in 804 zu ermitteln, ob der Zündschlüssel von in die Ein-Stellung (oder Fahrstellung) geschaltet wird.Now on 8th Referring to this, a method for determining the sensor offset over a relatively short trip (eg, a 16 to 48 km (10 to 30 mile) trip) begins at 802 the on (or drive) position is switched. Alternatively, the method may determine if a button is depressed to toggle the vehicle ignition from off to on. If the ignition key is turned to the on (or drive) position, the method proceeds to 806 . Otherwise, the method continues to determine in 804 whether the ignition key is switched from to the on (or drive) position.

In 806 ermittelt das Verfahren einen Mittelwert von Straßenneigungsschätzwerten, die über eine vorbestimmte Distanz (z.B. 1 Meter) erfasst werden. Mit anderen Worten schätzt das Verfahren die Straßenneigung mehrere Male über die vorbestimmte Distanz und ermittelt es dann einen Mittelwert der Straßenneigungsschätzwerte, die über die vorbestimmte Distanz erfasst werden. In 808 ermittelt das Verfahren eine laufende Summe von Mittelwerten von Straßenneigungsschätzwerten, wobei jeder der Mittelwerte der vorbestimmten Distanz entspricht. Mit anderen Worten passt das Verfahren die laufende Summe in vorbestimmten Intervallen einer zurückgelegten Distanz, die jeweils gleich der vorbestimmten Distanz sind, an.At 806, the method takes an average of road grade estimates collected over a predetermined distance (e.g., 1 meter). In other words, the method estimates the road grade multiple times over the predetermined distance and then averages the road grade estimates collected over the predetermined distance. At 808, the method determines a running sum of averages of road grade estimates, where each of the averages corresponds to the predetermined distance. In other words, the method adjusts the running total at predetermined intervals of traveled distance each equal to the predetermined distance.

In 810 ermittelt das Verfahren, ob der Zündschlüssel von der Ein-Stellung (oder Fahrstellung) in die Aus-Stellung geschaltet wird. Alternativ kann das Verfahren ermitteln, ob ein Knopf niedergedrückt wird, um die Fahrzeugzündung von Ein nach Aus zu schalten. Wenn der Zündschlüssel in die Aus-Stellung geschaltet wird, fährt das Verfahren in 812 fort. Ansonsten fährt das Verfahren in 810 fort, um zu ermitteln, ob der Zündschlüssel von der Ein-Stellung (oder Fahrstellung) in die Aus-Stellung geschaltet wird.At 810, the method determines whether the ignition key is switched from the on (or drive) position to the off position. Alternatively, the method may determine if a button is depressed to toggle the vehicle ignition from on to off. If the ignition key is turned to the off position, the method continues to 812 . Otherwise, the method continues at 810 to determine whether the ignition key is switched from the on (or drive) position to the off position.

In 812 ermittelt das Verfahren, ob die Summe der Mittelwerte einer Hin- und Rückfahrt entspricht. Das Verfahren kann unter Verwendung der oben in Bezug auf das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 von 2 ausgeführten Kriterien ermitteln, ob die Summe einer Hin- und Rückfahrt entspricht. Wenn die Summe einer Hin- und Rückfahrt entspricht, fährt das Verfahren mit 814 fort und ermittelt es den Sensor-Offset basierend auf einer Differenz zwischen der Summe und Null. Dann setzt das Verfahren die Summe in 816 auf Null zurück. Wenn die Summe nicht einer Hin- und Rückfahrt entspricht, fährt das Verfahren in 816 fort und setzt es die Summe auf Null zurück, ohne den Sensor-Offset basierend auf der Summe in 814 zu ermitteln.At 812, the method determines whether the sum of the averages corresponds to a round trip. The method may be performed using the methods described above with respect to the sensor offset determination module 206 of FIG 2 carried out criteria determine whether the total corresponds to a round trip. If the sum corresponds to a round trip, the method continues to 814 and determines the sensor offset based on a difference between the sum and zero. Then, in 816, the method resets the sum to zero. If the sum does not correspond to a round trip, the method continues at 816 and resets the sum to zero without determining the sensor offset based on the sum at 814 .

Vor dem Ermitteln, ob die Summe einer Hin- und Rückfahrt entspricht, kann das Verfahren ermitteln, ob die Distanz, die zurückgelegt wurde, seit die Summe zuletzt zurückgesetzt wurde, ausreicht, um eine derartige Ermittlung durchzuführen. Beispielsweise kann die zurückgelegte Distanz größer als die oder gleich der Distanz eines täglichen Pendelns sein. Wenn die zurückgelegte Distanz ausreicht, kann das Verfahren fortfahren, um zu ermitteln, ob die Summe einer Hin- und Rückfahrt entspricht. Ansonsten kann das Verfahren fortfahren, um die Summe der Mittelwerte zu ermitteln.Before determining whether the total corresponds to a round trip, the method may determine whether the distance traveled since the total was last reset is sufficient to make such a determination. For example, the distance traveled may be greater than or equal to a daily commute distance. If the distance traveled is sufficient, the method can proceed to determine if the total is a round trip. Otherwise, the method can continue to find the sum of the means.

Nun auf 9 Bezug nehmend, beginnt ein erstes Verfahren zum Ermitteln eines Sensor-Offsets aufgrund einer Alterung des Fahrzeugs und einer Abweichung bei dem Ausgang des VLA-Sensors über die Lebensdauer des Fahrzeugs in 902. In 904 erzeugt das Verfahren ein Histogramm von Straßenneigungsschätzwerten, wie beispielsweise das Histogramm 302 von 3A, und führt es dieses. Die Straßenneigungsschätzwerte können in Klassen gruppiert werden, die kleinere Größen um eine Neigung von 0 % herum und größere Größen bei steileren Neigungen aufweisen.Now on 9 Referring, a first method of determining a sensor offset due to vehicle aging and a variation in the VLA sensor output over the life of the vehicle begins at 902. At 904, the method generates a histogram of road grade estimates, such as the histogram 302 from 3A , and it performs this. The road grade estimates can be grouped into classes having smaller magnitudes around 0% grade and larger magnitudes at steeper grades.

In 906 ermittelt das Verfahren, ob die Distanz, die durch das Fahrzeug zurückgelegt wurde, seit das Histogramm erzeugt wurde (z.B. seit die Daten in dem Histogramm zuletzt gelöscht wurden) größer als eine vorbestimmte oder gleich einer vorbestimmten Distanz (z.B. 1.600 Kilometer (1.000 Meilen)) ist. Wenn die zurückgelegte Distanz größer als die vorbestimmte oder gleich der vorbestimmten Distanz ist, fährt das Verfahren in 908 fort. Ansonsten fährt das Verfahren in 904 fort, um das Histogramm zu führen.At 906, the method determines whether the distance traveled by the vehicle since the histogram was generated (e.g., since the data in the histogram was last cleared) is greater than or equal to a predetermined distance (e.g., 1,600 kilometers (1,000 miles)) is. If the distance traveled is greater than or equal to the predetermined distance, the method continues to 908 . Otherwise, the method continues at 904 to maintain the histogram.

In 908 ermittelt das Verfahren, ob eine Summe aller Klassen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn die Summe aller Klassen außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, fährt das Verfahren in 910 fort und ermittelt es den Sensor-Offset basierend auf einem Umfang, um den die Summe außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Dann fährt das Verfahren in 912 fort und löscht es alle Daten in dem Histogramm. Wenn die Summe aller Klassen innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, fährt das Verfahren in 912 fort und löscht es alle Daten in dem Histogramm, ohne den Sensor-Offset basierend auf dem Histogramm zu ermitteln.At 908, the method determines whether a sum of all classes is outside of a predetermined range. If the sum of all classes is outside of the predetermined range, the method continues at 910 and determines the sensor offset based on an amount that the sum is outside of the predetermined range. The method then continues in 912 and clears all data in the histogram. If the sum of all classes is within the predetermined range, the method continues in 912 and clears all data in the histogram without determining the sensor offset based on the histogram.

Der vorbestimmte Bereich kann ein Bereich sein, der um eine Straßenneigung von 0 % herum (z.B. +/- 0,278 %) zentriert ist. Der vorbestimmte Bereich kann bei diesem Verfahren einem Fehler eines ungünstigsten Falls entsprechen. Der Fehler eines ungünstigsten Falls kann einem Fahren des Fahrzeugs von 19.312 Kilometern (12.000 Meilen) pro Jahr von einer niedrigstmöglichen Geländehöhe (z.B. - 86 Meter (- 282 Fuß)) zu einer höchstmöglichen Geländehöhe (z.B. 4.401 Meter (14.440 Fuß)) entsprechen.The predetermined area may be an area centered around a 0% road grade (e.g. +/- 0.278%). The predetermined range may correspond to a worst case error in this method. Worst-case error may correspond to driving the vehicle 19,312 kilometers (12,000 miles) per year from a lowest possible terrain elevation (e.g., -86 meters (-282 feet)) to a highest possible terrain elevation (e.g., 4,401 meters (14,440 feet)).

Nun auf 10 Bezug nehmend beginnt ein zweites Verfahren zum Ermitteln eines Sensor-Offsets aufgrund einer Alterung des Fahrzeugs und einer Abweichung bei dem Ausgang des VLA-Sensors über die Lebensdauer des Fahrzeugs in 1002. In 1004 ermittelt das Verfahren eine laufende Summe von Änderungen einer Höhe des Fahrzeugs basierend auf der geschätzten Straßenneigung. Das Verfahren kann die Summe der Höhenänderungen unter Verwendung von Beziehung (5) wie oben erläutert ermitteln.Now on 10 Referring to this, a second method for determining a sensor offset due to vehicle aging and a variation in the output of the VLA sensor over the life of the vehicle begins at 1002. At 1004, the method determines a running sum based on changes in an altitude of the vehicle on the estimated road grade. The method can find the sum of the elevation changes using relationship (5) as explained above.

In 1006 ermittelt das Verfahren, ob die Distanz, die durch das Fahrzeug zurückgelegt wurde, seit die Summe auf Null zurückgesetzt wurde, größer als eine vorbestimmte oder gleich einer vorbestimmten Distanz (z.B. 1.600 Kilometer (1.000 Meilen)) ist. Wenn die zurückgelegte Distanz größer als die vorbestimmte oder gleich der vorbestimmten Distanz ist, fährt das Verfahren in 1008 fort. Ansonsten fährt das Verfahren in 1004 fort, um die Summe der Höhenänderungen zu ermitteln.At 1006, the method determines whether the distance traveled by the vehicle since the sum was reset to zero is greater than or equal to a predetermined distance (e.g., 1,600 kilometers (1,000 miles)). If the distance traveled is greater than or equal to the predetermined distance, the method continues at 1008 . Otherwise, the method continues at 1004 to determine the sum of the elevation changes.

In 1008 ermittelt das Verfahren, ob die Summe der Höhenänderungen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt. Wenn die Summe der Höhenänderungen außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, fährt das Verfahren in 1010 fort und ermittelt es den Sensor-Offset basierend auf einem Umfang, um den die Summe außerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt. Das Verfahren fährt dann in 1012 fort und setzt die Summe auf Null zurück. Wenn die Summe der Höhenänderungen innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, fährt das Verfahren in 1012 fort und setzt es die Summe auf Null zurück, ohne den Sensor-Offset basierend auf der Summe zu ermitteln.At 1008, the method determines whether the sum of elevation changes is outside of a predetermined range. If the sum of the elevation changes is outside of the predetermined range, the method continues at 1010 and determines the sensor offset based on an amount that the sum is outside of the predetermined range. The method then continues at 1012 and resets the sum to zero. If the sum of the elevation changes is within the predetermined range, the method continues at 1012 and resets the sum to zero without determining the sensor offset based on the sum.

Der vorbestimmte Bereich kann ein Bereich sein, der um eine Straßenneigung von 0 % herum (z.B. +/- 0,278 %) zentriert ist. Der vorbestimmte Bereich kann bei diesem Verfahren einem Fehler eines ungünstigsten Falls entsprechen. Der Fehler eines ungünstigsten Falls kann einem Fahren des Fahrzeugs von 19.312 Kilometern (12.000 Meilen) pro Jahr von einer niedrigstmöglichen Geländehöhe (z.B. - 86 Meter (- 282 Fuß)) zu einer höchstmöglichen Geländehöhe (z.B. 4.401 Meter (14.440 Fuß)) entsprechen.The predetermined area may be an area centered around a 0% road grade (e.g. +/- 0.278%). The predetermined range may correspond to a worst case error in this method. Worst-case error may correspond to driving the vehicle 19,312 kilometers (12,000 miles) per year from a lowest possible terrain elevation (e.g., -86 meters (-282 feet)) to a highest possible terrain elevation (e.g., 4,401 meters (14,440 feet)).

Nun auf 11 Bezug nehmend beginnt ein Verfahren zum Ermitteln des Sensor-Offsets bei der Wartung des Fahrzeugs in 1102. In 1104 parkt das Verfahren das Fahrzeug an einem Ort, wobei das Fahrzeug in eine erste Richtung weist. In 1106 erhält das Verfahren einen ersten Schätzwert der Straßenneigung basierend auf dem Ausgang von dem VLA-Sensor. In 1108 parkt das Verfahren das Fahrzeug an dem gleichen Ort, wobei das Fahrzeug in eine zweite Richtung weist, die entgegengesetzt der ersten Richtung ist.Now on 11 Referring to this, a method for determining the sensor offset when servicing the vehicle begins at 1102. At 1104, the method parks the vehicle at a location with the vehicle facing in a first direction. At 1106, the method obtains a first estimate of the road grade based on the output from the VLA sensor. At 1108, the method parks the vehicle at the same location with the vehicle facing in a second direction, opposite the first direction.

In 1110 erhält das Verfahren einen zweiten Schätzwert der Straßenneigung basierend auf dem Ausgang von dem VLA-Sensor. In 1112 ermittelt das Verfahren den Sensor-Offset basierend auf dem ersten und dem zweiten Schätzwert. Das Verfahren kann den Sensor-Offset basierend auf dem ersten und zweiten Schätzwert wie oben in Bezug auf das Sensor-Offset-Ermittlungsmodul 206 von 2 erläutert ermitteln. Das Verfahren endet in 1114.At 1110, the method obtains a second estimate of the road grade based on the output from the VLA sensor. At 1112, the method determines the sensor offset based on the first and second estimates. The method may determine the sensor offset based on the first and second estimates as described above with respect to the sensor offset determination module 206 of FIG 2 determine explained. The procedure ends in 1114.

Claims (8)

Verfahren, das umfasst, dass: eine Längsbeschleunigung eines Fahrzeugs (400) basierend auf einer Getriebeabtriebsdrehzahl und/oder einer Raddrehzahl geschätzt wird; die Längsbeschleunigung des Fahrzeugs (400) gemessen wird; ein Offset bei der gemessenen Längsbeschleunigung ermittelt wird; eine Neigung einer Straße, auf der das Fahrzeug (400) fährt, basierend auf der geschätzten Längsbeschleunigung, der gemessenen Längsbeschleunigung und dem Offset geschätzt wird; und ein Aktor (102) des Fahrzeugs (400) basierend auf der geschätzten Straßenneigung gesteuert wird; dadurch gekennzeichnet , dass der Offset basierend auf einer ersten Straßenneigung, die geschätzt wird, wenn das Fahrzeug (400)an einem Ort geparkt ist, während es in eine erste Richtung weist, und einer zweiten Straßenneigung ermittelt wird, die geschätzt wird, wenn das Fahrzeug (400) an dem gleichen Ort geparkt ist und in eine zweite Richtung weist, die entgegengesetzt zu der ersten Richtung ist.A method comprising: estimating a longitudinal acceleration of a vehicle (400) based on at least one of a transmission output speed and a wheel speed; the longitudinal acceleration of the vehicle (400) is measured; an offset in the measured longitudinal acceleration is determined; estimating a grade of a road on which the vehicle (400) is traveling based on the estimated longitudinal acceleration, the measured longitudinal acceleration, and the offset; and an actuator (102) of the vehicle (400) based on the estimated road grade is controlled; characterized in that the offset is determined based on a first road grade estimated when the vehicle (400) is parked at a location while facing in a first direction and a second road grade estimated when the vehicle (400) is parked in the same location and facing in a second direction opposite to the first direction. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass die Straßenneigung basierend auf einer Differenz zwischen der gemessenen Längsbeschleunigung und einer Summe der geschätzten Längsbeschleunigung und des Offsets geschätzt wird.procedure after claim 1 , further comprising estimating the road grade based on a difference between the measured longitudinal acceleration and a sum of the estimated longitudinal acceleration and the offset. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass, wenn das Fahrzeug (400) auf einer Fläche mit einer vorbestimmten Neigung geparkt wird, der Offset basierend auf der gemessenen Längsbeschleunigung und der vorbestimmten Neigung ermittelt wird.procedure after claim 1 , further comprising that when the vehicle (400) is parked on a surface with a predetermined slope, the offset is determined based on the measured longitudinal acceleration and the predetermined slope. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein erster Wert der Längsbeschleunigung gespeichert wird, der gemessen wird, wenn ein Zündsystem (119) des Fahrzeugs (400) von Ein nach Aus geschaltet wird; ein zweiter Wert der Längsbeschleunigung empfangen wird, der gemessen wird, wenn das Zündsystem (119) von Aus nach Ein geschaltet wird; und der Offset basierend auf einer Differenz zwischen dem ersten und dem zweiten Wert ermittelt wird.procedure after claim 1 The further comprising: storing a first value of longitudinal acceleration measured when an ignition system (119) of the vehicle (400) is switched from on to off; receiving a second value of longitudinal acceleration measured when the ignition system (119) is switched from off to on; and the offset is determined based on a difference between the first and second values. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: eine Summe von Mittelwerten der geschätzten Straßenneigung über eine vorbestimmte Distanz ermittelt wird; und der Offset basierend auf einer Differenz zwischen der Summe und Null ermittelt wird, wenn die Summe einer Hin- und Rückfahrt entspricht.procedure after claim 1 , further comprising: determining a sum of averages of the estimated road grade over a predetermined distance; and the offset is determined based on a difference between the sum and zero when the sum corresponds to a round trip. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: ein Histogramm geführt wird, indem mehrere Werte der geschätzten Straßenneigung in Klassen gruppiert werden; und der Offset basierend auf einem Umfang, um den eine Summe der Klassen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, ermittelt wird.procedure after claim 1 , further comprising: maintaining a histogram by grouping multiple values of estimated road grade into bins; and the offset is determined based on an extent to which a sum of the classes falls outside of a predetermined range. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner umfasst, dass: Änderungen einer Höhe des Fahrzeugs (400) in ersten vorbestimmten Intervallen einer durch das Fahrzeug (400) zurückgelegten Distanz basierend auf der gemessenen Längsbeschleunigung ermittelt werden; eine Summe der Höhenänderungen in zweiten vorbestimmten Intervallen einer durch das Fahrzeug (400) zurückgelegten Distanz ermittelt wird; und der Offset basierend auf einem Umfang, um den die Summe der Höhenänderungen außerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, ermittelt wird.procedure after claim 1 The further comprising: determining changes in a height of the vehicle (400) at first predetermined intervals of a distance traveled by the vehicle (400) based on the measured longitudinal acceleration; determining a sum of elevation changes at second predetermined intervals of a distance traveled by the vehicle (400); and determining the offset based on an amount by which the sum of the elevation changes is outside a predetermined range. Verfahren nach Anspruch 7, das ferner umfasst, dass der Offset ferner basierend auf: einer basierend auf einem Umgebungsluftdruck geschätzten Fahrzeughöhe; und/oder einer niedrigstmöglichen Geländehöhe; und/oder einer höchstmöglichen Geländehöhe ermittelt wird.procedure after claim 7 , further comprising the offset being further based on: a vehicle height estimated based on an ambient barometric pressure; and/or a lowest possible terrain elevation; and/or a highest possible terrain height is determined.
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